PEEK干摩擦磨损性能建模与仿真研究

发布时间：2021-09-03 14:48

　　聚醚醚酮材料（PEEK）具有优异的自润滑、耐摩擦、耐腐蚀性能和较低的密度,作为摩擦材料在航空航天、汽车工业以及生物医疗等领域得到了广泛应用,但其摩擦磨损性能较为复杂,且受摩擦条件的影响较大,目前尚缺乏对PEEK摩擦磨损性能的系统研究。本文基于干摩擦磨损实验,系统研究了摩擦条件对于PEEK材料摩擦磨损性能的影响并建立了相应的磨损模型。通过有限元方法建立了对应的磨损有限元数值模拟方法,并进一步探讨了基于能量法磨损模型在PEEK材料上应用的有效性和合理性。（1）本研究首先基于干摩擦磨损实验,研究了摩擦条件对于PEEK摩擦磨损性能的影响,在此基础上建立了考虑摩擦条件的修正Archard磨损模型。摩擦条件考虑了不同PV值（接触应力与相对滑移速度的乘积）和温度的影响,通过端面摩擦磨损试验机获得了PEEK材料干摩擦条件下的磨损率、摩擦系数等摩擦磨损性能参数。通过有限元模拟的方法,获得了实验过程中PEEK材料摩擦接触面的平均接触温度,并基于PV值和平均接触温度建立了相应的磨损率计算模型。通过对不同PV值条件下与不同环境温度条件下PEEK材料的磨损率进行研究发现,随着PV值的增大以及环境温度的增高,PE... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 PEEK摩擦磨损研究现状
        1.2.2 摩擦条件对PEEK摩擦磨损性能影响研究现状
        1.2.3 磨损数值模拟研究现状
    1.3 本文研究主要内容
2 摩擦磨损基本理论和摩擦温度场数值仿真
    2.1 磨擦的主要理论
        2.1.1 库仑定律
        2.1.2 磨擦系数
        2.1.3 修正摩擦定律
    2.2 磨损机理的主要理论
        2.2.1 磨粒磨损理论
        2.2.2 疲劳磨损和分层磨损理论
        2.2.3 粘着磨损理论
    2.3 磨损模型
        2.3.1 Archard经典磨损模型
        2.3.2 Lancaster磨损模型
        2.3.3 基于能量法的磨损模型
    2.4 摩擦温度场数值模拟方法
    2.5 本章小结
3 考虑摩擦条件的PEEK磨损性能和模型研究
    3.1 PEEK磨擦磨损实验
        3.1.1 实验材料与试样制备
        3.1.2 摩擦磨损实验方法
        3.1.3 摩擦磨损实验结果
    3.2 温度场数值模拟结果
    3.3 修正磨损模型的建立
    3.4 本章小结
4 PEEK磨擦磨损数值模拟
    4.1 磨损的有限元模拟方法
    4.2 摩擦磨损有限元模拟
    4.3 摩擦磨损有限元模拟结果分析
    4.4 本章小结
5 PEEK能量磨损模型研究
    5.1 基于能量磨损模型研究
    5.2 PEEK能量磨损模型
    5.3 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]机械密封在干摩擦状态下的摩擦界面热力耦合分析[J]. 王计辉,陈志,顾灿鸿,邱海涛,吉华.  摩擦学学报. 2019(06)
[2]销-盘试验的热-应力-磨损耦合模拟研究[J]. 张方宇,桂良进,范子杰.  机械工程学报. 2015(08)
[3]盘式制动器热-应力-磨损耦合行为的数值模拟[J]. 张方宇,桂良进,范子杰.  汽车工程. 2014(08)
[4]PEEK的特性及应用[J]. 付国太,刘洪军,张柏,韩光鹤.  工程塑料应用. 2006(10)
[5]基于相关性的机械系统可靠性设计理论[J]. 孙玉秋,张祖明.  机械科学与技术. 2006(05)

硕士论文
[1]PEEK及CF/PEEK摩擦磨损性能研究[D]. 肖博升.大连理工大学 2018



本文编号：3381310