基于孔结构特征的高温发汗润滑热驱动过程仿真研究

发布时间：2023-06-02 00:26

　　本文研究的多孔自润滑烧结体材料是通过高温熔渗方法将固体润滑剂熔渗到粉末冶金骨架基体的微细孔隙中得到的。当两摩擦副相互接触且有相对运动时,在零件的表面会产生摩擦热等作用,这些作用将促使基体微孔内贮藏的润滑剂成分向相互作用的表面析出并涂覆在摩擦表面,形成具有补偿作用的润滑薄膜。针对具备上述功能的自润滑烧结体材料的结构特征,建立了有限元分析模型,利用单元“生死”技术,对高温自润滑材料孔隙中润滑剂的动态析出过程进行了数值分析,研究了摩擦热一热应力耦合作用对自润滑材料孔隙中润滑剂的驱动作用,以及自润滑材料表层的孔隙结构参数对润滑剂析出量的影响,并对高温自润滑材料的孔隙结构进行了优化设计,研究结果将有助于探讨高温自润滑材料孔隙中润滑剂的贮存深度,自润滑材料使用寿命问题。研究的主要结论如下: (1)在摩擦热—热应力耦合作用下,孔隙壁的变形对孔隙中贮存的润滑剂具有向摩擦表面驱动输出的作用;随着润滑剂的析出,孔隙壁的变形对润滑剂的驱动作用在逐渐增大。孔隙壁的最大变形最终出现在孔隙壁的中间位置处。 (2)当孔隙中润滑剂的高度小于孔隙高度的1/2时,孔隙壁的变形对润滑剂的挤压驱动作用减小,润滑剂输出量也随着...

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景与意义
    1.2 高温自润滑材料国内外研究现状
    1.3 高温自润滑材料的组成和分类
        1.3.1 高温自润滑材料的组成
        1.3.2 高温自润滑材料的分类
    1.4 高温自润滑材料的润滑机理
        1.4.1 金属基材及其合金化
        1.4.2 固体润滑剂析出机制
        1.4.3 固体自润滑减摩机理
    1.5 本文研究的目标和内容
        1.5.1 本文研究目标
        1.5.2 本文研究内容
    1.6 课题来源
第2章 基于"单元生死"技术润滑剂析出仿真分析
    2.1 有限元基础知识简介
        2.1.1 概述
        2.1.2 热分析的基本理论
        2.1.3 选择单元类型
    2.2 单元生死技术
        2.2.1 单元的生和死的定义
        2.2.2 单元生死的基本原理
    2.3 润滑剂析出过程的动态分析
        2.3.1 分析模型
        2.3.2 载荷及边界条件
        2.3.3 分析过程
    2.4 计算结果与分析
        2.4.1 摩擦热-热应力耦合变形对润滑剂的驱动作用
        2.4.2 润滑剂析出与孔隙壁上固定点的变形分析
        2.4.3 润滑剂析出与润滑剂上端孔隙壁变形分析
    2.5 本章小结
第3章 高温自润滑材料孔隙结构参数研究
    3.1 有限元分析
    3.2 孔隙结构参数对润滑剂析出的影响
        3.2.1 孔隙模型高度H=80μm:不同孔径尺寸的孔隙壁变形过程
        3.2.2 孔隙模型高度H=120μm:不同孔径尺寸的孔隙壁变形过程
    3.3 不同孔径润滑剂析出量的动态分析
    3.4 孔隙中残留润滑剂与孔径关系分析
    3.5 本章小结
第4章 高温自润滑材料孔隙结构优化设计
    4.1 孔隙结构优化设计的依据
    4.2 自润滑材料中不同直径的孔隙组合时的孔隙壁变形分析
    4.3 直径不同的孔隙组合时对润滑剂析出量的影响
        4.3.1 等直径的单孔模型与双孔模型对润滑剂析出量的影响
        4.3.2 自润滑材料中直径不同的孔隙组合时孔隙壁变形分析
        4.3.3 直径不同的孔隙组合时对润滑剂析出量的影响
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
附录一 作者在研究生期间发表的论文



本文编号：3827315