微动磨损工况下二维柱面对平面磨损形貌的数值计算与分析
2021-06-05唐正强张慧杰张太华
机械设计与制造 2021年5期
唐正强,张慧杰,李 俨,张太华
(1.贵州大学机械工程学院,贵州 贵阳 550025;2.贵州大学现代制造技术教育部重点实验室,贵州 贵阳 550025;3.贵州师范大学机械与电气工程学院,贵州 贵阳 550001)
1 引言
微动是发生在两接触表面之间微、纳米量级的运动[1]。这种微小幅度的振动容易被人们忽视,却是机械零构件失效的主要原因[2]。因此,微动被认为是现代工业机械部件的癌症[3]。
众多学者对微动磨损做了大量的实验研究,研究微动工况、材料属性等因素对磨损的影响[4-8]。文献[4]研究了304 不锈钢在不同位移振幅下的微动磨损行为,结果表明304 不锈钢的磨损系数和微动损伤均随微动幅值的增大而增大。文献[5]在锆合金包壳的微动疲劳试验中研究了滑移状态下的磨损形貌、磨损体积和磨损深度等特性。文献[6]研究了热处理对316L 不锈钢表面TiO2涂层磨损的影响,结果表明热处理增强了涂层的抗磨损能力。文献[7]通过扫面电镜观察了不同接触载荷下钢丝的磨损形貌,结果表明随着接触载荷的增加,钢丝的稳定摩擦系数呈现降低趋势。文献[8]研究了偏心载荷作用下螺栓连接的松动行为,发现螺纹接触表面的微动磨损将会导致螺栓受到的轴向力下降。微动磨损对构件的影响往往在高周循环载荷之后才能体现出来,有的构件甚至要在微动工况下服役几年的时间。因此,微动磨损实验无论是从时间还是经济上都是很大的浪费,数值模拟则弥补了实验的这些缺点。
近年来,基于Archard 磨损方程的微动磨损数值模拟研究受到众多学者的关注[9-14]。……
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