【摘要】：微動(dòng)磨損是兩個(gè)物體之間的微米級(jí)相對(duì)運(yùn)動(dòng)造成的接觸表面材料損傷,它會(huì)導(dǎo)致接觸面尺寸輪廓發(fā)生改變,引起栓接結(jié)合部的松動(dòng)或者疲勞裂紋的產(chǎn)生。微動(dòng)磨損存在于各種領(lǐng)域,由于其位移幅度小,磨損位置較隱蔽和磨損量小的特點(diǎn),容易被忽視。但關(guān)鍵零部件失效和損壞往往與其有關(guān)。有限元方法(FEM)是解決微動(dòng)磨損演變過(guò)程的有效手段,本文研究對(duì)象為柱面/平面接觸類型的栓接結(jié)合部,在ABAQUS中建立有限元模型,設(shè)置不同的加載條件,分析接觸區(qū)域的接觸應(yīng)力和相對(duì)滑移距離,獲得了區(qū)分兩種滑移狀態(tài)的臨界函數(shù)。結(jié)合能耗模型和FORTRAN語(yǔ)言編寫適用于本模型的UMESHMOTION子程序,實(shí)現(xiàn)了磨損表面節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)更新,建立了有限元磨損模型。在此基礎(chǔ)上,對(duì)柱面/平面接觸類型接觸面間摩擦系數(shù)變化規(guī)律進(jìn)行研究,將摩擦系數(shù)的變化函數(shù)與加速次數(shù)相關(guān)聯(lián),得到了以加速次數(shù)為間隔的階梯函數(shù),并將摩擦系數(shù)與不同循環(huán)次數(shù)的分析步相對(duì)應(yīng),修改UMESHMOTION用戶子程序的相關(guān)語(yǔ)句,建立出考慮變摩擦系數(shù)的磨損模型,在有限元軟件中實(shí)現(xiàn)了考慮變摩擦系數(shù)的微動(dòng)磨損仿真。通過(guò)對(duì)不同情況下磨損深度和磨損體積的仿真分析,研究了循環(huán)次數(shù)、法向載荷和位移幅值對(duì)微動(dòng)磨損的影響。對(duì)兩種磨損模型仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,研究定摩擦系數(shù)和變摩擦系數(shù)對(duì)微動(dòng)磨損的影響規(guī)律。
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH117.1
【圖文】：

圖 1.1 四種基本微動(dòng)運(yùn)行方式目前國(guó)內(nèi)外的研究主要集中在切向式微動(dòng)上，對(duì)于后三種微動(dòng)運(yùn)行方式的研究相對(duì)較少。然而工程實(shí)際中的微動(dòng)問題，栓接結(jié)合部的微動(dòng)通常不是簡(jiǎn)單的一種運(yùn)行方式，而是兩種甚至多種微動(dòng)運(yùn)行方式同時(shí)存在的微動(dòng)，也就是復(fù)合式微動(dòng)，現(xiàn)階段對(duì)于復(fù)合式微動(dòng)的相關(guān)研究更為稀少，本文研究切向微動(dòng)時(shí)栓接結(jié)合部的磨損問題，屬于第一種微動(dòng)運(yùn)行方式。1.2 微動(dòng)對(duì)栓接結(jié)合部的影響微動(dòng)摩擦學(xué)作為摩擦學(xué)的一個(gè)分支，廣泛地存在于近似緊固配合的零部件中，特別是機(jī)械裝備制造業(yè)中。例如機(jī)械領(lǐng)域中廣泛存在的栓接結(jié)合部，名義上是固定不動(dòng)的，但機(jī)器運(yùn)行時(shí)的連接界面上存在著位移幅值在微米量級(jí)的周期性振動(dòng)，這種周期性微小振幅的振動(dòng)即是微動(dòng)。栓接結(jié)合部微動(dòng)的振動(dòng)幅度很小，只是微

碩士學(xué)位論文微動(dòng)損傷的研究工作主要集中在接觸特性分析、磨損機(jī)理研究及表面防護(hù)等方面。其研究過(guò)程涉及表面處理、材料特性分析、機(jī)械加工、潤(rùn)滑等多個(gè)方面。微動(dòng)損傷的產(chǎn)生有三個(gè)必要的條件，首先兩個(gè)物體必須相互接觸，只有在接觸的表面間才可能出現(xiàn)微動(dòng)損傷現(xiàn)象。其次，兩接觸表面間必須存在位移幅值為微米量級(jí)的相對(duì)滑動(dòng)。最后，接觸面間還需要承受一定振動(dòng)工況。微動(dòng)損傷主要表現(xiàn)為表面粘著、磨損、腐蝕，同時(shí)還伴隨著微動(dòng)裂紋的萌生，會(huì)使材料疲勞強(qiáng)度降低，且裂紋會(huì)向內(nèi)擴(kuò)展，形成疲勞斷裂源。如圖 1.2，根據(jù)微動(dòng)運(yùn)行條件和環(huán)境的不同，切向微動(dòng)損傷一般可以分為微動(dòng)磨損、微動(dòng)疲勞、微動(dòng)腐蝕三種模式：

接觸面的磨損就會(huì)相應(yīng)地增加。利用三體理論可以說(shuō)明金屬材料微動(dòng)摩擦系數(shù)隨循環(huán)次數(shù)的變化過(guò)程（見圖1.3[2]），即：① 接觸表面的氧化膜被磨掉，則摩擦表面的摩擦系數(shù)就會(huì)降低；② 第一體和第二體之間相互作用增強(qiáng)，摩擦接觸面就會(huì)發(fā)生粘著，摩擦表面的摩擦系數(shù)會(huì)相應(yīng)增大，金屬材料組織結(jié)構(gòu)變化（如加工硬化等）發(fā)生相

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 李玲;蔡力鋼;蔡安江;郭鐵能;趙永勝;;不同預(yù)緊力下栓接結(jié)合部切向等效特性[J];振動(dòng).測(cè)試與診斷;2013年01期

2 楊瑞軍;陳季萍;;微動(dòng)損傷與疲勞對(duì)管螺紋密封性的影響分析[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2010年10期

3 蔣小松;何國(guó)求;劉兵;向?qū)W淵;胡正飛;朱e

本文編號(hào)：2804900