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扭动微动磨损的研究进展

朱旻昊  蔡振兵  林修洲  何莉萍  张强  
【摘要】:对于球/平面接触,微动磨损可分为切向、径向、扭动和转动等4种基本运行模式,本文介绍了扭动微动磨损的工业背景,新型扭动微动磨损试验装置及扭动微动的实现。针对铁碳合金(工业纯铁、20钢、LZ50钢、T8钢)、钛合金(TA2、TC4)、铝合金(7075)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)和有机玻璃(PMMA)等材料,在不同湿度(10%RH、60%RH和90%RH)、气氛(空气、氮气和纯氧)和介质环境(干态、纯水和生理盐水)下,系统地开展了扭动微动磨损机理的研究。研究总结了3种类型的扭动微动动力学曲线(摩擦扭矩~角位移幅值曲线,T-θ曲线),并建立了不同材料的运行工况微动图;发现了在扭动微动磨损条件下,其混合区的特殊性,即微动运行的混合区表现出中心黏着(sticking)区随着循环周次的增加而缩小,该运行区的判断必须依赖于扭动微动动力学曲线和磨痕观察;研究揭示了不同材料的扭动微动磨损机制,发现了摩擦氧化在其损伤过程中的作用机理,以及气氛中高湿度对摩擦氧化的加速作用;研究揭示了在扭动微动条件下,材料的局部磨损与疲劳的竞争机制;研究揭示了在腐蚀介质下,磨损与腐蚀的交互作用。

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