基于轴承的摩擦学研究及有限元分析

发布时间：2017-07-02 00:15

  本文关键词：基于轴承的摩擦学研究及有限元分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：复合磺酸钙基润滑脂具有优异的高低温性能,机械安定性,胶体安定性,氧化安定性,抗水性,抗腐蚀性,优异的防锈性和极压抗磨性,是一种高效润滑脂。在国内外得到广泛应用。但磺酸钙基润滑脂在使用和储存过程中存在的表面硬化等缺陷,阻碍了磺酸钙基润滑脂的应用。 本文采用4中不同的添加剂L57(辛基/戊基二苯胺)、L135(高分子液态酚)、MODTC(二烷基二硫代甲酸钼)和T202(二烷基二硫代磷酸锌),对复合磺酸钙基润滑脂表面硬化的影响进行了研究,通过将润滑脂长时间暴露在空气中,测量锥入度变化来判断硬化情况。其中高分子液态酚改善效果最优。优于辛基/戊基二苯胺,好于二烷基二硫代甲酸钼和二烷基二硫代磷酸锌。 通过摩擦磨损实验仪器研究长时间放置后改进脂的摩擦学性能,,发现长时间放置后,加入添加剂的改进脂,摩擦系数小于复合磺酸钙基润滑脂且曲线平稳,且抗磨性能提高。在观察其磨痕表面形貌后,发现加入辛基/戊基二苯胺、高分子液态酚和二烷基二硫代磷酸锌的磨斑表面更加光滑,抗磨性能更好。 对磨痕表面进行能谱分析发现,加入L57和L135的改进脂,主要抗磨减摩原因是磨痕表面含有较多的Ca元素。而加入T202和MODTC的改进脂,减摩抗磨的原因在于对表面硬化的改善,和其本身具有的减摩抗磨性。 基于Archard模型和赫兹理论,用ANSYS软件对摩擦磨损过程进行了模拟分析,发现不论是表面应力,还是在沿运动方向截面上不同点的摩擦深度,模拟值与计算值变化趋势相同,而在具体数值上相差很小。说明ANSYS对接触应力模拟正确,同时更直观的表示出了摩擦过程中每个时间点的表面应力和磨痕轮廓。这对我们以后研究摩擦磨损过程中的接触应力和沿运动方向的磨痕形状,提供了有效的手段。
【关键词】：复合磺酸钙基润滑脂 添加剂 表面硬化 ANSYS
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH133.3;TH117.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 选题背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 复合磺酸钙基润滑脂研究现状10-12
• 1.2.2 有限元研究现状12-13
• 1.3 本文主要研究内容13-15
• 第2章 复合磺酸钙基润滑脂的研制15-25
• 2.1 润滑脂的制备工艺15
• 2.2 原料准备与实验仪器15-20
• 2.2.1 原料准备15-19
• 2.2.2 制备实验仪器19-20
• 2.3 磺酸钙基润滑脂的制备20-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第3章 几种抗氧剂对复合磺酸钙基润滑脂表面硬化的影响研究25-33
• 3.1 表面硬化测定方法及实验设备25
• 3.2 复合磺酸钙基润滑脂不同配比对硬化研究的影响25
• 3.3 添加剂对复合磺酸钙基润滑脂硬化研究的影响25-32
• 3.3.1 同种添加剂不同浓度对润滑脂硬化的影响25-28
• 3.3.2 同种浓度不同种添加剂对润滑脂硬化的影响28-31
• 3.3.3 不同浓度不同抗氧剂对润滑脂硬化的影响31-32
• 3.4 本章小结32-33
• 第4章 抗氧剂对复合磺酸钙基润滑脂摩擦学性能的研究33-50
• 4.1 摩擦学评定方法及实验设备33
• 4.1.1 摩擦磨损性能评价方法33
• 4.1.2 磨斑表面分析33
• 4.2 摩擦学性能研究33-44
• 4.2.1 同种添加剂不同浓度对摩擦系数的影响35-38
• 4.2.2 同种浓度不同种添加剂对复合磺酸钙基润滑脂摩擦系数的影响38-41
• 4.2.3 磨痕宽度41-44
• 4.3 摩擦学机理研究44-48
• 4.3.1 磨斑表面分析44-46
• 4.3.2 磨斑表面能谱分析46-48
• 4.4 本章小结48-50
• 第5章 基于轴承应用的有限元分析50-59
• 5.1 基本理论及有限元简介50-53
• 5.1.1 基本理论及公式推导50-53
• 5.1.2 有限元简介53
• 5.2 摩擦磨损过程分析的实现53-56
• 5.2.1 有限元接触分析及参数设定53-54
• 5.2.2 有限元模型的建立54-56
• 5.3 分析结果56-58
• 5.4 本章小结58-59
• 第6章 结论与展望59-61
• 参考文献61-65
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果65-66
• 致谢66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 曾腊梅;曾海;;关于复合磺酸钙基脂的工艺研究[J];长沙航空职业技术学院学报;2008年04期

2 徐久军,王鹏,刘宗利,潘新祥,严立;缸套活塞环摩擦副的模拟磨损试验研究[J];大连海事大学学报;1999年01期

3 江亲瑜,李曼林,董美云;线接触零件磨损过程的数值仿真及试验研究[J];大连铁道学院学报;1998年03期

4 江亲瑜,董美云,葛宰林,李曼林;数值仿真技术及其在磨损研究中的应用[J];大连铁道学院学报;1997年02期

5 徐久军,严立;船舶柴油机缸套-活塞环磨损试验智能化仿真系统[J];交通与计算机;1997年01期

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7 李春秀;;红外光谱分析在复合磺酸钙润滑脂研制中的应用[J];合成润滑材料;2010年01期

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本文编号：507989