仿生非光滑制动闸片摩擦磨损特性研究

作     者：薛晶 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：丛茜

授予年度：2006年

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：仿生 耐磨 凹坑形 通孔形 非光滑 摩擦 ANSYS 有限元 

摘      要：制动闸片的磨损制约高速列车的发展,人们从制动闸片的材料、形态结构和加工工艺等方面作了大量的研究工作,以此来满足高速列车发展的需要。本文从仿生学的基本理论出发,采用模型试验和计算机模拟相结合的方法,探索仿生非光滑制动闸片的摩擦磨损机理。 本文根据土壤动物非光滑体表耐磨理论,设计了两类十八种非光滑模型试件,选用凹坑形和通孔形模型试件。试验采用正交试验优化方法,得到最优的非光滑模型试件以及相应的摩擦系数曲线。分析了非光滑模型试件的耐磨机理。为进一步探索非光滑表面形态对耐磨性的影响,同时在试件的摩擦副表面(即摩擦盘表面)加工非光滑形态,初步分析了摩擦副表面对试件耐磨性的影响。 为更好的揭示仿生非光滑表面形态的耐磨机理,利用有限元分析软件ANSYS进行三维有限元分析,通过对光滑和非光滑试件的等效应力分析,从理论上证实仿生非光滑形态的耐磨机理。 本研究将仿生非光滑表面技术应用到制动闸片的表面以及其它摩擦副表面,对于提高试件的耐磨性,减小磨损量有着重要的意义。