MoS_(2)薄膜摩擦因数和磨损量的数学模型

目的 构建MoS_(2)薄膜的摩擦因数模型和磨损模型,预测其磨损体积。方法 通过球-盘摩擦磨损实验,研究法向载荷和滑动速度对MoS_(2)薄膜摩擦因数的影响规律,其中最大接触压强范围为441.08-1393.82MPa,滑动速度为0.05-0.628m/s。利用场发射扫描电子显微镜(SEM)和白光共聚焦显微镜分析MoS_(2)薄膜的磨损形貌。结果 基于赫兹接触理论,建立了MoS_(2)薄膜摩擦因数与法向载荷和滑动速度的数学模型。预测结果与实测结果之间的最大相对误差为12.02%,其余预测结果的相对误差均小于10%。从摩擦耗散能的角度,研究发现MoS_(2)薄膜的磨损体积与摩擦耗能之间呈显著的线性关系,结合新的摩擦因数模型,提出了MoS_(2)薄膜的磨损模型。此磨损模型是法向载荷、滑动速度和摩擦时间的函数关系式,其相对误差绝对值的平均值为10.81%。与传统Archard模型的结果进行比较发现,新的磨损模型的相对误差较小。通过分析MoS_(2)薄膜的磨损机理,探讨了磨损模型产生误差的原因。结论 所建立的摩擦因数模型和磨损模型的预测结果与实测结果吻合较好。磨损模型能够较准确地预测MoS_(2)薄膜的磨损量,具有重要的工程应用价值。

车削GH4169镍基高温合金的刀具磨损率仿真及实验研究

为解决切削高温合金材料刀具磨损问题,需要更深层次地探究刀具磨损性能。基于Archard刀具磨损理论,提出以粘结磨损为主的磨损率公式,利用Deform三维仿真软件建立刀具磨损模型,通过仿真数据计算在不同切削参数下的刀具磨损率,并通过试验验证该模型的准确性。结果发现,车削GH4169镍基高温合金时经历了初期磨损阶段(0~154μm),正常磨损阶段(154~254μm)以及急剧磨损阶段(254~301μm)三个刀具磨损阶段;利用该模型计算得到的仿真刀具磨损率相较于试验值,准确率达80%以上,但整体而言试验值偏大;刀具磨损率影响程度由大到小依次是进给量>切削速度>切削深度,并通过试验验证此规律的准确性。