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振动载荷磨损试验机的研制及材料磨损性能研究

袁细传  
【摘要】: 摩擦学是研究相对运动表面的摩擦、磨损以及润滑的科学。摩擦磨损试验是研究摩擦学的主要研究方法,而摩擦磨损试验机则是摩擦学研究的最重要工具。摩擦学在近些年来得到迅速的发展,尤其是在机械工程及其相关领域不断发展的形势下,摩擦学的研究领域正由宏观转向微观,摩擦学试验也向着微观领域和动态测试方面发展,从而对摩擦学试验数据的精确性和实时性提出了更高的要求。为了能够更进一步进行材料的摩擦学研究,作者应用虚拟仪器技术、传感器以及机电一体化等技术自行研制了振动载荷摩擦磨损试验机及其测试系统。由于该试验机是通过交流伺服电机直接带动环试件旋转来模拟摩擦副的相对运动状态,所以该机具有结构紧凑,控制简单,振动噪声小等特点。该试验机测试系统是建立在Windows操作环境下的,试验参数信号经传感器拾取、放大器放大后,通过基于PCI总线的内置数据采集卡PCI-6221进行数据采集和处理。并利用LabVIEW开发了界面友好的测试软件,可以实现在一定速度、与工况近似的振动载荷条件下,对摩擦力的实时采集、在线分析、记录保存和离线处理等功能,以便对试验材料的摩擦学特性做出实时、定量分析。并在自行研制的振动载荷磨损试验机上研究了干摩擦状态下静载和正弦波载荷特性对磨损的影响,结果表明随着振动载荷的频率和幅值的增加,磨损机理发生变化,磨损量也增加;但改变频率对磨损量增加的影响比改变幅值更明显。 本课题所研制的摩擦磨损试验机不仅能实现以往传统磨损试验机的试验要求,而且能够最大程度的实现了摩擦副的近似工况模拟,同时克服了传统摩擦学试验不能体现摩擦学的时变性的缺点,所以本文关于摩擦磨损试验机的研究对摩擦磨损机理的研究具有重要的意义。


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