CRH380系列动车组制动闸片摩擦体脱落问题探究

针对CRH380系列动车组在日常运营过程中发生制动闸片摩擦体脱落的问题,文章以CRH380系列动车组进口及国产制动闸片为研究对象,采用金相显微镜观察摩擦体与背板的结合情况,借助X射线能谱仪分析摩擦块过渡层的化学成分,采用万能试验机测量摩擦体与背板粘接面的剪切强度。结果表明:进口闸片和国产闸片摩擦块的摩擦体与背板粘接面剪切强度均符合摩擦体与背板粘接面剪切强度不小于7 MPa的技术标准要求;进口闸片摩擦块采用经Zn固溶强化的铜锌合金为过渡层,国产闸片摩擦块采用Fe增强铜基体为过渡层;2类闸片摩擦块内部在摩擦体与背板结合处存在较多的孔洞、裂隙,及过渡层厚度不均匀、夹带气孔等缺陷。在制动过程中这些缺陷易萌生成裂纹并扩展,是导致摩擦体从背板上脱落的主要隐患。

兰新线动车组闸片摩擦体裂损问题分析

从物理性能、车组运用情况、制动控制逻辑、线路条件等各方面对兰新线动车组在运用中出现的闸片摩擦体裂损问题进行了分析,通过仿真计算和线路试验验证了闸片摩擦体裂损的根本原因,并制定了解决措施。

CRH380制动闸片摩擦体开裂的失效原因分析

对送检制动闸片的摩擦体进行了外观检查,对摩擦体损伤区宏微观形貌观察,表面能谱成分进行了分析,并选择完好摩擦体进行人为楔入试验模拟损伤分析,同时对闸片摩擦体损伤原因进行了分析。结果表明:受损摩擦体首先在棱边处产生压入性凹陷损伤,楔入效应产生的应力应变导致摩擦材料出现宏观裂纹,而后压入处材料向另一侧断裂飞出形成凹坑损伤。摩擦体的上述损伤与其外侧棱边受到较为尖锐物体的剧烈撞击有关。

人工髋关节假体摩擦界面的选择进展

人工髋关节置换术为髋关节骨折、股骨头坏死等疾病的重要治疗方案,术中合理选择人工髋关节假体摩擦界面,对降低假体维修费用、改善患者髋关节功能具有重要意义。目前人工髋关节假体摩擦界面包括陶瓷—陶瓷、金属—金属、陶瓷—金属、陶瓷—高交联聚乙烯、金属—高交联聚乙烯,不同摩擦界面优缺点均存在一定差异。本文就人工髋关节假体摩擦界面特点及临床应用情况做一综述,旨在为临床治疗提供参考。

空间滚动轴承MoS_(2)薄膜三体接触摩擦分析

目的针对太空尘导致的固体润滑轴承失效机理难以揭示的问题,提出采用分子动力模拟的方法,从原子尺度对空间滚动轴承二硫化钼(MoS_(2))润滑薄膜的摩擦特性进行研究。方法首先建立MoS_(2)薄膜的原子模型,在此基础上,根据实际场景,将MoS_(2)薄膜的摩擦接触条件分为两体和三体接触。其次,通过对比两体和三体接触的摩擦结果,探究三体接触条件下MoS_(2)薄膜的摩擦磨损机理。最后,通过改变基底结构,探究粗糙基底对MoS_(2)薄膜三体接触磨损的影响。结果三体接触对薄膜的磨损和摩擦系数均小于两体接触。在相同的滑移速度下,磨料的自旋速度越快,摩擦系数越低,但薄膜上出现的损伤越多。三体接触条件下,基底的粗糙表面不利于薄膜吸附,并且加快了薄膜的磨损。结论三体与两体接触的摩擦磨损机理不同。三体接触摩擦过程中,薄膜表面不会出现犁削现象进而造成薄膜的撕裂。原子尺度下,摩擦过程中磨料的自旋作用削弱了薄膜表面切向力的积累,从而有效减小了摩擦力,减少了薄膜磨损。在保持磨料滑移速度不变的情况下,磨料的自旋速度会对薄膜的摩擦和磨损产生影响。在三体接触摩擦过程中,粗糙基底上的微凸结构阻碍薄膜运动,增大了摩擦力,薄膜与基底接触面积的减少削弱了基底与薄膜的吸附性。

连续油管压裂管柱机械定位摩擦体数值模拟研究

连续油管压裂管柱机械定位摩擦体(以下简称摩擦体)对确定连续油管下入深度、准确改造储层起到至关重要的作用。然而,该部件在下入管柱过程中,与套管内壁的接触增加了压裂工具串底部的摩擦阻力。采用数值模拟分析软件Abaqus,模拟摩擦体与套管内壁接触摩擦过程中接触受力状态及接触摩擦阻力。研究结果表明,摩擦体与套管内壁接触摩擦过程中,最大应力值高达992. 2MPa,接触摩擦力范围为100~150N。分析结果可用于优化摩擦体底部应力集中问题,同时,为确定连续油管压裂管柱坐封载荷提供理论依据。

面接触多体摩擦过程界面特性试验研究

基于前期自制的精密摩擦测试系统,以界面间噪声、摩擦系数等界面特性为研究对象,对Si C金相砂纸和不锈钢试件组成的摩擦副由二体摩擦状态向三体摩擦状态演变的过程进行了实时监测,考察了磨粒粒径、载荷、转速等工况条件对界面特性的影响,并探究了试验后试件表面粗糙度情况。试验结果表明:二体摩擦状态向三体摩擦状态演变过程中,界面间噪声逐渐下降后保持稳定;粒径在15μm^30μm范围内,粒径越小,稳定噪声越大,载荷、转速对稳定噪声的影响不明显,摩擦系数先迅速减小又逐渐增大后趋于稳定;粒径在15μm^30μm范围内,增大磨粒粒径、转速、载荷均会使摩擦系数的稳定状态提前、稳定摩擦系数增大;试验后的试件表面粗糙度与界面间的摩擦系数具有很强的相关性,但基于不同工况条件,这种相关性并不一致;对于变磨粒粒径试验,摩擦系数越大,试件表面粗糙度值越大;对于变载荷试验和变转速试验,摩擦系数越大,试件表面粗糙度值越小。

多参数对三体摩擦界面剪切膨胀过程的影响

运用离散元法构建了一个双平行板剪切模型模拟无限剪切运动,重点研究颗粒体系受剪切时的膨胀现象。通过控制载荷、速度、颗粒间摩擦因数、颗粒层数、颗粒粒径等变量进行模拟,得到三体摩擦界面的剪切膨胀个数和剪切膨胀持续时间随输入变量改变的变化情况,进而分析参数变化对剪切膨胀过程的影响。结果表明:输入变量数值的变化会改变颗粒间力链形态,进而影响三体界面剪切膨胀;在0.64m N^2.56m N之间,剪切膨胀个数的增长是由于剪切膨胀持续时间或者整体运动阶段所占时间比降低带来的;剪切膨胀持续时间主要受颗粒间接触网络阻力的影响;剪切膨胀个数随载荷、摩擦因数、颗粒直径的增大呈现出先增多后减少的现象,随着速度、颗粒层数的增大而增多;剪切膨胀持续时间随着摩擦因数、颗粒直径的增大而增加,随着载荷、颗粒层数的增大而减小,但几乎不受速度变化的影响。

游离磨粒研磨过程三体界面的摩擦学特性测试和分析

为研究研磨加工中第三体对摩擦界面作用过程的影响,探索颗粒物质性质在该过程中的体现,文章研制了能够实现不同工况下摩擦界面间摩擦力的实时准确测量的小型面接触摩擦测试系统。选择不同粒径氧化铝粉末配制研磨液,在不同载荷和研磨液质量分数时进行试验。结果表明:磨粒粒径、载荷和研磨液质量分数对摩擦界面的摩擦特性有较大影响,摩擦界面间的摩擦力随着磨粒粒径的变大或加载载荷的增大而变大。对于研磨液,质量分数最小时测得的摩擦力最大,而质量分数为10%和20%时,测得的摩擦力变小并且相差不大,说明了摩擦界面间的颗粒可能起到了润滑作用。

非稳态弹流润滑状态下滚动体-滚道摩擦副的动力特性研究

针对滚动体-滚道摩擦副,建立了点接触非稳态弹流润滑数学模型,利用FFT技术和半解析算法数值求解了接触体在自由振动过程中油膜压力和膜厚的变化,同时结合有阻尼系统的自由振动模型,给出了预测点接触摩擦副动力特性的方法,在较宽的载荷和速度范围内分析了接触副的等效刚度系数和阻尼系数的变化.结果表明:根据接触副的实际工作载荷和速度所确定的无量纲自然频率来进行非稳态弹流的计算所得到的膜厚结果更接近实验值;在接触体的振动过程中油膜的压力和厚度在平衡位置附近上下波动,且由于润滑油膜的作用接触体的振动幅值逐渐减小;刚度系数随载荷参数的增加而增加,随速度参数的增加而减小,而阻尼系数的变化规律较复杂,在不同的载荷和速度范围内呈现出不同的变化趋势.

中间层厚度对TiAl金属间化合物三体摩擦焊接性的影响

利用Inconel718中间层实现了TiAl金属间化合物与42CrMo钢的三体摩擦焊接,焊接接头拉伸强度达到360MPa左右。采用数值逼近方法得到了中间层厚度与拉伸强度之间的数学模型,并对接头组织性能进行了理论分析。

边坡工程中破裂角和岩体等效内摩擦角取值及应用若干问题探讨

当前,建筑边坡工程广泛采用破裂角和岩体等效内摩擦角概念。该文分析了破裂角和岩体等效内摩擦角取值与应用存在的问题,提出了在边坡工程中舍弃采用破裂角和岩体等效内摩擦角概念的建议。

丁腈橡胶含量对橡胶/树脂双基体摩擦材料性能的影响

采用开炼法结合热处理的工艺方法制备不同丁腈橡胶含量的双基体摩擦材料试样。借助热分析仪、扫描电镜和湿式摩擦性能试验机研究丁腈橡胶含量对双基体摩擦材料摩擦磨损性能、磨损机制和热性能的影响。实验结果表明:当丁腈橡胶质量分数为25%时动、静摩擦因数均达到最大,对偶材料的磨损最小;当丁腈橡胶含量较低时,摩擦材料有明显的机械剥离,含量较高时黏着磨损与磨粒磨损特征明显;摩擦材料的最大分解温度随丁腈橡胶的含量增加而有所降低。

基于FEM-DEM的三体摩擦界面中接触行为与应力的多尺度分析

为了研究三体摩擦界面中第一体变形与第三体状态的相互影响,利用耦合有限元法和离散元法的多尺度法模拟了平行板剪切颗粒第三体的过程。整个模型分为两个区域:有限元区域(上板)和离散元区域(第三体和下板),上板在一定的外载荷压应力下挤压颗粒第三体,下板以恒定的速度剪切颗粒第三体。为实现两个子区域间的相互联系,建立了子区域间应力应变的传递机制。实现了三体摩擦界面的多尺度分析,模拟了平行板剪切颗粒第三体的过程。模拟结果表明:当外载荷压应力低于10MPa时,颗粒间的碰撞增多使得第三体内量纲归一化平均应力增大,宏观摩擦系数也随之增大;在剪切过程中,第三体内部颗粒间的接触随接触角度的分布呈现出一定的规律性,0-90°各区间内的强接触较多,尤其在54°-72°之间;颗粒接触随接触力大小的分布也具有一定的规律性,接触力与第三体颗粒平均接触力的比值在0-0.6之间内的接触较多,随后接触力越大,接触数越少。同时,第一体内压应力分布与第三体内力链的分布相对应,力链越强则与其接触的第一体的压应力越大。

表面微凸体形态对三体摩擦界面间隙的影响

为了研究颗粒介质三体摩擦界面间隙变化规律,文章利用显式有限单元法建立了具有不同微凸体形态表面的二维平行板剪切模型,利用该模型分析了法向载荷、接触摩擦因数对三体摩擦界面间隙的影响。分析结果表明:随载荷增加,尖锐微凸体模型中界面间隙呈减小趋势,圆滑微凸体模型中界面间隙保持不变;2个模型中界面间隙均随接触摩擦因数增加而变大,但变化幅度并不一致,剪切过程中颗粒体系的稳定性与其分布形态结构和颗粒间摩擦力密切相关。

三维多体摩擦接触问题边界元法及应用

从边界积分方程出发，推导了5个物体摩擦接触的边界积分方程，在求解接触问题的迭代过程中，应用了“凝聚法”．对一个由不同材质组成的接触问题进行了计算分析，取得了良好的分析结果．

TiAl涡轮与42CrMo的三体摩擦焊接

当前,TiAl合金在增压涡轮制造中有着相当广泛的应用。因为涡轮增压器转轴通常采用42CrMo中碳调质钢,这种情况下TiAl涡轮与42CrMo转轴的连接技术研究就非常重要。在文中,主要就对TiAl涡轮与42CrMo的三体摩擦焊接进行了研究。

摩擦焊钻杆杆体在整体热处理过程中产生弯曲的原因分析及解决方法

钻杆接头与管体需要通过惯性摩擦焊接而成,以此打造功能完备的钻杆,但单纯凭借惯性摩擦焊接技术无法使钻杆达到强韧性指标,可以在接头焊接处采用热处理方式提升钻杆强韧性,所以研究摩擦焊钻杆杆体在整体热处理过程中产生弯曲的原因及解决方法。按照美国API标准进行选材,实验采用G105钢级钻头,接头材质为4137H。对杆体和接头进行热处理,设定摩擦焊接流程,实现焊前热处理与焊后感应热处理。通过显微镜判断热处理后的杆体组织形态,测试其力学性能,对其弯曲原因进行分析,即与未经过热处理的原始试件相比较,在退火温度和淬火温度保持不变的前提下,当回火温度逐渐增加时,经过热处理试件样本抗拉强度与屈服强度均有所下降。当组织越粗时,抗拉强度和屈服强度就越低,因此温度与组织是造成摩擦焊钻杆杆体产生弯曲的原因。而钻杆在实际作业中,经历较高强度的摩擦会导致接头断裂,因此可以通过减少钻头摩擦次数,以保证钻头的使用寿命得到进一步提升。

摩擦焊接工艺新发展(一)

摩擦焊接是一种先进的制造工艺 ,在各行各业中有着广泛的应用前景。近年来 ,摩擦焊接工艺又有了很大发展 ,本文简要介绍五种新的摩擦焊接工艺———超塑性摩擦焊接、线性摩擦焊接、搅拌摩擦焊接、嵌入摩擦焊接及第三体摩擦焊接。