磨损失效分析

来源:热处理工艺问答作者:崔振铎

文档介绍:
第五章磨损失效分析
阿蒙当一库伦摩擦定律
①摩擦力与法向载荷成正比;
②摩擦力与名义接触面积无关;
③摩擦力与滑动速度无关。
机械的表面特征
表面加工纹理
表面不平度
表面的结构
表面不平度
表面的结构
金属的最表层由厚度约3nm的污染层、厚度为0.3nm的气体吸附层和10nm左右的金属氧化层组成。
此外,存在化学和应力方面的缺陷。
机械的表面接触
机械表面之间的实际接触情况
对于金属来说,轮廓接触面积Ac一般只占名义接触面积的5%-10%。实际接触面积Aて只有名义接触面积的千分之几或者万分之几。
当载荷F增加时,表面的接触变形y将经历弹性变形,弹塑性变形和完全塑性变形三个阶段。
从有关实际接触面积的大量实验资料中,总结出其形成过程的以下特点:
①由于表面粗糙度具有离散性,所以它们的接触也具有离散性。
②实际的接触点不仅是由于塑性变形而且还由于弹性变形所产生,所以卸载时,实际接触点的数目和实际接触面积一般要减少。
③实际接触面积随载荷增大。
④实际接触面积的增加,主要是由于接触点数目的增加,尤其是表面粗糙度很小的时候。
接触应力
零件之间的接触面一般都较小。因此在接触面上及其附近的压力很大。由于接触点附近的材料处于三向受压的压力很大,材料往往仍处于弹性状态。同时,接触应力存在于非常小的局部区域,即使它的计算应力值达到材料的屈服极限,也只不过在这局部区域内发生塑性变形。
影响接触应力的主要因素
①残余应力——往往在不太大的法向载荷下,接触区中某些点上的应力就已达到材料的屈服极限,因而发生局部塑性变形,引起残余应力。
②热应力——两接触面相对滑动时要产生摩擦,使接触区局部温度瞬时升高,其数值可达数百度。接触应力影响区体积是很小的,因此即使是不太大的摩擦热,就足以使此微小体积的局部温度升高,从而引起热应力。
③润滑——在相对滑动的两接触面间通常是有润滑的,润滑状况首先影响摩擦系数的大小因而也影响了热应力及切向载荷。此外,在接触面间还可能产生动压油膜,油膜的存在使接触区的大小、形状及压力的分布也要发生变化。
④接触面的几何形状——接触表面的微观不平度使得接触表面几何图形复杂。接触应力、热应力与油膜应力也要使接触表面的形状与理想状态发生偏差。
磨损过程
磨合阶段(Ⅰ区,O--A)
正常磨损阶段(Ⅱ区,A--B)
严重磨损阶段(Ⅲ区,B--C)
***培训(3):***磨损.flv

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