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销盘磨损试验的计算机仿真方法研究

吴刚  
【摘要】: 随着现代工业和科学技术的不断发展,人们对机械设备可靠性的要求也越来越高,因而设备的摩擦、磨损、润滑状况也引起了越来越多的重视。实践证明,导致机器失效的主要原因,不是机器的损坏,而是机械零件或者联结件在摩擦力的作用下的磨损。如果能预测机械零件的磨损寿命,就能在很大程度上避免机械事故的发生,取得相当大的经济效益。长期以来,研究人员对摩擦学系统进行研究时,几乎都是通过做大量的试验来获得系统特性曲线,这种方法能在一定程度上获得良好的结果,但是试验本身很复杂,耗时耗力,而且试验的结果很难移植。 本文以提高摩擦学研究水平为目的,在摩擦学系统研究方法指导下,结合计算机程序设计和摩擦学等学科的知识,开发具有应力计算、磨损量与磨损时间预测、磨损表面形貌模拟和磨粒模拟等多种功能的摩擦磨损仿真系统。在开发过程中,采用计算机模拟和试验数据相结合的方法,即在对滑动和滚动摩擦副的物理模型进行研究的基础上,分析了磨损的有关因素,重点是分析接触区域中的应力特性,从而找出它们在磨损过程中对磨损量的影响规律,最后将它们整合起来以获得不同磨损时期的数学模型,并研究了实际工况与磨损量和磨损时间之间的关系。通过上述研究,取得了如下结果: (1) 提出了分三个阶段对零件的磨损量进行仿真计算,这能更好地模拟零件的磨损过程和磨损量; (2) 通过零件的实际工况来计算磨损失效时间和磨损量,这比以前集中于线磨损和重量磨损的研究更有意义; (3) 分析了摩擦副所处的工况及其自身因素等对磨损计算中的影响,考虑到的因素更全面。在计算过程中,将材料本身的特性如表面粗糙度考虑进来。 (4) 通过给定的磨损参数,并结合经验数据,给出可能产生的磨粒和磨损表面形貌图谱,为后面的故障诊断和磨粒分析奠定了基础。


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