新型船用钢板与Al_2O_3球的摩擦磨损性能测试与模拟

作     者：王东胜 王士月 楼雪莹 沈树阳 常雪婷 孙士斌 尹衍升 WANG Dongsheng;WANG Shiyue;LOU Xueying;SHEN Shuyang;CHANG Xueting;SUN Shibin;YIN Yansheng

作者机构：上海海事大学海洋科学与工程学院上海201306 上海海事大学物流工程学院上海201306 

出 版 物：《上海海事大学学报》 (Journal of Shanghai Maritime University)

年 卷 期：2019年第40卷第1期

页      面：90-96页

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家重点研发计划(2016YFB0300700 2016YFB0300704) 

主　　题：船用钢板 磨损 有限元 ABAQUS 

摘      要：为研究新型船用钢板的摩擦磨损性能,用UMT-3 TriboLab摩擦磨损试验机测试这种钢板在不同环境温度下的摩擦因数(载荷为50 N、往复速度50 mm/s),用白光干涉仪测量试样磨痕截面轮廓线,用ABAQUS对Al2O3球与这种钢板组成的摩擦副建模。将测量得到的相关参数输入到计算模型中,采用区域网格划分方法对接触变形过程进行模拟,得到接触区域的应力、应变和塑性变形。结果表明:在球与钢板接触初期,在同等载荷情况下,钢板的磨损量随温度的降低而增加;摩擦磨损过程中的温升、过渡层和磨屑对摩擦磨损行为有一定的影响;采用区域网格划分方法可以有效计算钢板的理论应变和磨痕截面轮廓线;由于摩擦磨损过程中温升、磨屑等因素的存在,基于赫兹接触理论的有限元模拟结果与实际磨损结果有一定的误差,试验环境温度越低,该误差就越小。