丁雪兴,张正棠,任琪琛,白崇辉,王平西

(兰州理工大学石油化工学院,甘肃兰州 730050)

基于分形理论的磨粒磨损预测模型

丁雪兴,张正棠,任琪琛,白崇辉,王平西

(兰州理工大学石油化工学院,甘肃兰州 730050)

为了求解在粗糙表面上磨粒磨损的磨损率,在分形接触模型的基础上,利用塑性变形磨损理论推导了基于分形参数的磨损率模型,并建立了磨损率与分形维数、材料性能常数、磨屑概率之间的关系,从而反映出材料的磨损规律。从分析结果可以看出,当分形维数处在某一区间内时,随着分形维数的变化,磨损率先减小后增大;最优分形维数为1.5,此时磨损率最小。当分形维数保持不变时,随着尺度常数、概率常数的增大磨损率也随之增大;而随着材料性能常数的增大磨损率减小。当其他各参数都保持恒定时,接触面积越大磨损率也变大。该模型的建立为进一步研究粗糙表面的摩擦、磨损与润滑具有重要意义。

粗糙表面;磨粒磨损;塑性变形;磨损率

磨损是摩擦副的上下表面在相互接触摩擦时,表面的划伤或者破坏。很多时候,磨损是粗糙表面微凸体之间相互接触作用而引起的。早期,人们通过研究磨损的机理将磨损粗略地进行了划分。在这几种磨损中,磨粒磨损是最普遍也是危害最大的一种磨损形式,据统计,在生产生活中因磨粒磨损所造成的损失比例是非常大的,因而对磨粒磨损的研究是必要的。一般来说,磨粒磨损的机理是硬的颗粒或者硬的凸起物冲刷材料表面而引起材料脱落的过程,即磨粒的犁沟作用,微观切削过程。……