基于单颗磨粒划擦蓝宝石的磨屑形态仿真

采用有限元(FE)耦合光滑粒子流体动力学(SPH)方法,基于单颗磨粒划擦蓝宝石三维仿真模型模拟磨屑成形与形态变化。结果表明:磨屑是由材料体积压力减小而形成,存在堆积、团簇、飞溅、分层4种形态,磨屑飞溅角度在7.4°~34.3°之间变化;磨粒速度的增大使材料出现小崩碎、大崩碎和片状去除的形式,导致磨屑飞溅数量随磨粒速度呈波动变化,而与磨粒切深呈线性增大;磨屑飞溅体积随磨粒切深增大而急剧增大,随磨粒速度增大而急剧减小。该研究为后续优化磨削加工参数以及进一步探讨蓝宝石的材料去除机理提供参考。

无润滑条件下聚醚醚酮的磨损机制及其磨屑形态的研究

为了将分形几何引入摩擦学研究，在考察无润滑条件下聚醚醚酮磨损机制的同时，研究了这种材料的磨屑形态．结果表明，对应于不同的磨损率，磨屑呈现出不同的几何形态，磨屑的分形维数与载荷的关系同材料磨损状况的改变相对应．以此为基础。

单颗磨粒高速磨削Ti6Al4V仿真与试验验证

基于ABAQUS有限元仿真方法,采用Johnson-Cook材料本构模型模拟了不同磨粒负前角下Ti6Al4V高速磨削时的磨屑形态、磨屑剪切角和磨削力的变化趋势。结果表明:随着磨粒负前角的增加,磨屑剪切滑移程度增大、磨屑厚度增加且趋于扁平状;磨屑初始剪切角不断增加,随后磨屑剪切角在一定范围内波动,随着磨粒负前角的增大,剪切角不断减小;磨削力随着负前角的增大周期性波动变得更加显著,且随着磨粒负前角的增加而不断增加;仿真得到的磨屑形态和磨削力与试验具有较好的一致性。

表面织构对金属-聚甲醛材料摩擦副磨损行为与机理的影响

目的研究表面织构对金属-聚甲醛(POM)摩擦副磨损行为和机理的影响。方法通过光刻-电解的方法加工出带有不同参数凹坑的不锈钢试样与聚甲醛(POM)材料配副,在万能摩擦磨损试验机上进行摩擦磨损实验,以评价其摩擦学性能。利用光学显微镜、三维形貌仪和SEM对磨损后的表面形貌以及磨屑形态进行观察分析。结果凹坑深度为5μm、面积率为10%时,减磨效果最明显,磨损率相比无织构试样下降了36.2%。凹坑深度为10μm时,表面织构的引入起到了增大磨损的效果。结论合适参数的表面织构能够有效减小大面积的材料粘着转移现象,对摩擦副具有良好的减磨效果。不恰当的表面织构参数会在凹坑边缘引发严重的应力集中现象,导致不锈钢试样对软材料微切削作用产生,这也是材料磨损率急剧增大的原因。

原位自生TiB_2/Al复合材料磨削表面质量研究

原位自生TiB_2/Al复合材料具有密度小,比强度高,比模量大等特点,在航空航天领域具有广泛的应用前景。为探索原位自生TiB_2/Al复合材料的磨削加工性能,选用单晶刚玉SA砂轮、白刚玉WA砂轮和CBN砂轮在不同磨削参数下对TiB_2/Al复合材料进行磨削试验。首先研究了砂轮材质、转速、工件速度、磨削深度对工件表面粗糙度的影响规律;其次通过对工件表面形貌、磨屑形态、砂轮磨损的观测分析,探索了原位自生TiB_2/Al复合材料磨削表面成形机制;最后基于试验数据,给出了TiB_2/Al复合材料磨削工艺参数优选域。本研究可为颗粒增强金属基复合材料磨削加工提供基础理论支撑。

载荷对金属/织构化三元乙丙密封副摩擦学性能的影响

目的提高三元乙丙/金属动密封的抗磨性能,揭示织构化橡胶在不同载荷下的磨损机理和损伤演变规律。方法采用激光打标器在三元乙丙橡胶表面加工规则凹坑阵列,与金属小钢球组成摩擦副,并利用UMT-2摩擦磨损试验机进行摩擦实验,研究不同载荷下织构化三元乙丙橡胶试样的摩擦学特性。通过分析摩擦系数和磨损率等获得实验过程的摩擦学信息,再利用场发射扫描电子显微镜和白光干涉三维表面轮廓仪对磨痕和磨屑进行表面微观分析,并对磨损区域进行三维形貌重组。结果随着载荷的增加,磨损量都有上升趋势,无织构三元乙丙试件的摩擦系数呈下降趋势,织构化表面摩擦系数先减小、后增大。在载荷为35 N时,织构的摩擦学性能最好,相较于无织构试样,其磨损量下降了33.4%,摩擦系数下降了24.2%,表面粗糙度为245 nm;载荷为80 N时,织构的引入会加剧磨损,表面粗糙度达到了1.12×10^(4)nm。通过观察磨损表面和磨屑形貌得出,在中低载荷下,表面织构可以有效减少腐蚀磨损和粘着磨损;在高载荷下,织构的磨损机理变为磨粒磨损。结论总体而言,在合适的载荷下,织构化处理可以有效地改善三元乙丙的摩擦性能,但高载荷下织构会增大磨损。

现代油液分析技术在预知维修中的应用探讨

磨损是破坏机械性能的一个主要诱因,而其造成的非正常停机的代价都是极其昂贵的。预知维修技术是现代机械维修的一个主要发展方向。本文通过其中油液分析技术简单探讨了现代油液分析技术在预知维修中的应用。