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基于Archard磨损模型的采煤机导向滑靴磨损特性研究

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煤炭技术 2024年第6期43卷 212-216页

作者：张丹宁国虎吴卫东李德根任春平吕晓东黑龙江科技大学机械工程学院哈尔滨150022 双鸭山双煤机电装备有限责任公司黑龙江双鸭山155100

为了研究采煤机导向滑靴导向槽磨损规律,以某型号采煤机导向滑靴作为研究对象,基于Archard磨损模型建立了导向滑靴数学磨损模型,使用ABAQUS软件对导向滑靴与销排的相对滑动进行了仿真,分析了导向槽表面的磨损特性,探究了滑移距离对导向... 详细信息

为了研究采煤机导向滑靴导向槽磨损规律,以某型号采煤机导向滑靴作为研究对象,基于Archard磨损模型建立了导向滑靴数学磨损模型,使用ABAQUS软件对导向滑靴与销排的相对滑动进行了仿真,分析了导向槽表面的磨损特性,探究了滑移距离对导向槽磨损的影响规律。研究结果表明:磨损初期导向滑靴与销排的实际接触面积逐渐增大,接触压力逐渐减小;采煤机运行100 km时导向滑靴的最大磨损深度为4.379 mm,对于耐磨层厚度为6 mm的导向滑靴,采煤机运行450 h后考虑对导向滑靴进行检修。

关键词：导向滑靴磨损模型磨损特性数值仿真

不同法向载荷与滑动速度下铁路货车制动梁磨耗套材料磨损行为与模型研究

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润滑与密封 2023年

作者：刘松民窦随权丁颖丁昊昊王文健国能铁路装备有限责任公司西南交通大学摩擦学研究所

铁路货车制动梁磨耗套在使用过程中容易产生严重磨损，进而影响制动性能与行车安全。为研究制动梁磨耗套材质的磨损行为，本研究利用销盘摩擦磨损试验机对磨耗套材质进行不同法向载荷与滑动速度下的摩擦磨损试验，分析磨耗套材质的摩擦... 详细信息

铁路货车制动梁磨耗套在使用过程中容易产生严重磨损，进而影响制动性能与行车安全。为研究制动梁磨耗套材质的磨损行为，本研究利用销盘摩擦磨损试验机对磨耗套材质进行不同法向载荷与滑动速度下的摩擦磨损试验，分析磨耗套材质的摩擦学行为，然后通过MATLAB对试验数据拟合优化得到磨损模型，并利用Ansys进行磨损仿真，通过对比仿真以及试验结果，验证所得磨损模型的合理性。结果表明：当载荷由100N增大到350N时，摩擦系数呈现减小趋势，磨损质量与磨损长度增长，轮廓曲线起伏变大且最大磨痕深度增加，损伤加重；当载荷相同，滑动速度不同情况下，摩擦系数、磨损质量与磨损长度变化不大；通过试验数据，拟合优化得到磨耗套材料磨损模型，将仿真与试验结果对比发现误差在6 %以内，误差较小，为磨耗套磨耗寿命仿真预测起到理论与技术支撑。

关键词：磨耗套摩擦磨损数值仿真磨损模型

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点胶机器人撞针磨损建模与不确定性分析

机械工程学报 2024年第7期60卷 34-44页

作者：刘水清付锦园沈骁韩旭河北工业大学机械工程学院天津300401

点胶机器人利用压电堆叠驱动撞针上下往复高速运动产生压力差实现喷射点胶,从而达到半导体与电子器件表面封装的目的。囿于核心零部件撞针磨损畸变导致使役精度寿命降低是点胶机器人最主要的故障模式之一。撞针材料为粉末冶金工艺制备... 详细信息

点胶机器人利用压电堆叠驱动撞针上下往复高速运动产生压力差实现喷射点胶,从而达到半导体与电子器件表面封装的目的。囿于核心零部件撞针磨损畸变导致使役精度寿命降低是点胶机器人最主要的故障模式之一。撞针材料为粉末冶金工艺制备的硬质合金,存在空隙率、晶粒度等材料微观结构差异性;撞针磨损涉及材料微观结构差异性和撞针冲击频率、轴向行程等多源不确定性因素影响,物理建模困难;与此同时,现有磨损模型基于宏观冲击条件构建,鲜有考虑硬质合金撞针材料的非均质特性。综合考虑撞针材料微观结构差异性与使役条件不确定性,构建多因素耦合冲击微动磨损模型。利用二次衍生的λ-PDF方法对撞针涉及的磨损参量进行不确定性建模,利用降维积分方法对撞针磨损情况进行不确定性传播分析。结果表明,所建模型和所提方法可以很好反映撞针冲击微动磨损情况,为国产长寿命、高精度、高可靠性点胶机器人的保质设计提供新视角和新方法。

关键词：冲击微动磨损多源不确定性磨损模型不确定性传播

汽雾冷却下微织构刀具切削GH4169的磨损仿真和磨损模型研究

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汽雾冷却下微织构刀具切削GH4169的磨损仿真和磨损模型研究

作者：连威哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

镍基高温合金GH4169具有高强度、高硬度、耐腐蚀以及耐高温等优秀的性能,通常会被用来制作耐高温和耐磨的零部件。GH4169是难加工的材料,使用普通的刀具进行切削时,往往会在短时间就造成严重的磨损,甚至崩刃等情况。为了能够在切削镍基... 详细信息

镍基高温合金GH4169具有高强度、高硬度、耐腐蚀以及耐高温等优秀的性能,通常会被用来制作耐高温和耐磨的零部件。GH4169是难加工的材料,使用普通的刀具进行切削时,往往会在短时间就造成严重的磨损,甚至崩刃等情况。为了能够在切削镍基高温合金时减少刀具磨损,本文设计加工出了凹坑微织构刀具。刀具的磨损的测量需要通过试验测量,较为麻烦,因此本文在汽雾冷却条件下采用凹坑微织构刀具对镍基高温合金进行磨损仿真分析和切削试验,结合试验与仿真构建出凹坑微织构刀具的磨损预测模型。具体研究内容如下:(1)依据仿生学的原理在硬质合金刀具前刀面设计出圆形凹坑和方形凹坑的微织构。通过对微织构刀具发生磨损区域的分析,设计出合理的微织构面积以及微织构参数取值范围,并加工硬质合金微织构刀具。(2)针对设计的凹坑微织构刀具使用DEFORM软件在汽雾冷却条件下进行切削仿真,并根据仿真结果分析微织构形貌对刀具磨损的影响。在其他微织构参数一定的条件下改变凹坑微织构的凹坑深度和凹坑边长,通过仿真结果得到微织构刀具前刀面磨损量达到最小时的微织构参数。在切削深度和进给量一定情况下,改变切削速度对方形凹坑微织构刀具进行切削仿真,分析切削速度对微织构刀具磨损的影响。(3)构建无织构刀具的粘结磨损、扩散磨损以及磨粒磨损的经验模型,然后采用仿真得出的凹坑微织构刀具的数据,分析微织构参数与磨损模型之间的关系,从而构建出体现凹坑边长或凹坑直径的凹坑微织构刀具的粘结磨损模型及体现凹坑深度的凹坑微织构刀具的磨粒磨损模型。最后根据仿真的数据通过Matlab软件拟合求解出经验模型中未知参数。(4)采用凹坑微织构刀具进行切削试验,通过试验设备测量得到切削力和切削温度等数据。用微元法计算凹坑微织构刀具的磨损面积,以此验证凹坑微织构刀具的磨粒磨损、粘结磨损的预测模型。

关键词： GH4169 凹坑微织构刀具磨损磨损模型

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长石质陶瓷磨损研究及有限元数值模拟

华东理工大学学报（自然科学版） 2024年第2期50卷 310-318页

作者：王萍萍孟令磊朱亚陈建钧徐汇区大华医院口腔科上海200237 华东理工大学机械与动力工程学院上海200237

利用高速环-块摩擦磨损实验机在10、20、30、40 N载荷下对Sirona CEREC Blocks长石质瓷块进行3.5×105周次磨损实验,得到磨损质量、磨损速率等参数与载荷、磨损周次的变化关系,根据所得变化关系将长石质陶瓷的磨损过程分为3个阶段,观察... 详细信息

利用高速环-块摩擦磨损实验机在10、20、30、40 N载荷下对Sirona CEREC Blocks长石质瓷块进行3.5×105周次磨损实验,得到磨损质量、磨损速率等参数与载荷、磨损周次的变化关系,根据所得变化关系将长石质陶瓷的磨损过程分为3个阶段,观察了各阶段的磨损表面形貌。对Archard磨损模型进行修正改进并通过ABAQUS中UMESHMOTION子程序开展有限元仿真研究。在ALE(Arbitrary Lagrangian-Eulerian)自适应网格区域选取两种节点路径,于3.0×10^(5)周次磨损工况下对4种不同载荷下的磨损深度进行仿真分析,并与实验值对比验证,结果表明10 N载荷工况下磨损深度的最大误差为12.18%,30 N载荷工况下磨损深度的最小误差为8.64%。

关键词：牙齿修复长石质陶瓷磨损实验磨损模型有限元分析

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HZSM-5分子筛颗粒的热态流化磨损特性

煤炭转化 2024年

作者：黄志伟苗洋董梅吴志伟焦卫勇高峰太原理工大学材料科学与工程学院中国科学院山西煤炭化学研究所

低碳烷烃芳构化反应是煤炭资源清洁利用的标志性技术，但催化剂磨损会降低反应效率，影响产物质量。因此在不同温度下对不同初始粒度的催化剂颗粒以0.3 m/s的空气流速进行16 h流化磨损，分析环境温度对颗粒磨损特性的影响，结合颗粒形... 详细信息

低碳烷烃芳构化反应是煤炭资源清洁利用的标志性技术，但催化剂磨损会降低反应效率，影响产物质量。因此在不同温度下对不同初始粒度的催化剂颗粒以0.3 m/s的空气流速进行16 h流化磨损，分析环境温度对颗粒磨损特性的影响，结合颗粒形貌与粒度变化解释磨损机制与初始粒度间的关系。结果表明：磨损率与环境温度成正比，与初始粒度成反比。当环境温度升高至600 ℃，颗粒组分结构发生变化，累积磨损率由15%提高至25%；当初始粒度从100 μm提高至150 μm，累计磨损率降低接近10%，结合粒度分布变化，证明小颗粒以表面剥层为主，大颗粒以体相断裂为主。同时根据磨损速率与磨损机制的变化可将磨损行为分为高速阶段、减速阶段和匀速阶段，磨损速率在高速阶段达到峰值，主要发生裂纹增殖与表面剥层，体相断裂仅在减速阶段与表面剥层共同主导磨损。基于以上研究，降低反应温度与增大颗粒粒度均能减少颗粒磨损，同时以温度与初始粒度为参数建立了磨损模型，有助于预测颗粒磨损进程。

关键词：分子筛流态化粒度分布磨损机制磨损模型

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考虑温度影响的橡胶摩擦磨损仿真方法研究

机械工程学报 2024年

作者：周海超王荣乾梁晨王国林张铃欣江苏大学汽车与交通工程学院风神轮胎股份有限公司

汽车轮胎常因行驶中伴随温升而导致磨损加剧的问题进而影响汽车行驶安全性。为探究考虑温度影响下的胎面橡胶摩擦磨损特性，利用摩擦试验机测得不同温度下橡胶磨损系数，进而提出考虑温度变化的基于Archard磨损理论和能量耗散磨损理论... 详细信息

汽车轮胎常因行驶中伴随温升而导致磨损加剧的问题进而影响汽车行驶安全性。为探究考虑温度影响下的胎面橡胶摩擦磨损特性，利用摩擦试验机测得不同温度下橡胶磨损系数，进而提出考虑温度变化的基于Archard磨损理论和能量耗散磨损理论的修正磨损模型；然后建立橡胶摩擦磨损的热力耦合仿真模型，通过设定稳态温度和瞬态温度两类分析工况，探究了不同橡胶摩擦磨损模型对接触应力、磨损量及温度分布等结果的影响，并通过磨损体积和接触面温度场对比验证磨损模型的有效性。结果表明：橡胶摩擦区域内温度、磨损与压力之间存在显著的耦合关系；稳态温度工况下橡胶磨损量小于瞬态温度工况；瞬态温度工况中Archard模型的磨损深度略大于能量磨损模型的磨损深度，两种修正的磨损模型对应的磨损量均大于未修正的磨损模型的磨损量，且温度升高会导致磨损速率的显著增加；橡胶摩擦因数随着温度的升高呈现先增加、后降低的趋势，且温度的改变对橡胶微观磨损形貌有较为明显的影响。研究结果对认知橡胶摩擦磨损机理以及控制方法提供了一定的理论指导和应用价值。

关键词：橡胶磨损磨损模型热力耦合磨损形貌摩擦试验

基于BP神经网络的V9-Cr4-Mo3高速钢冷轧辊磨损模型

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摩擦学学报 2006年第6期26卷 541-545页

作者：徐流杰魏世忠王强邢建东张永振龙锐西安交通大学金属材料强度国家重点实验室铸造所陕西西安710049 河南科技大学省耐磨材料工程技术研究中心河南洛阳471003

利用自制轧辊模拟磨损试验机测试了6种不同碳含量的V9Cr4Mo3高速钢轧辊的磨损性能,利用BP神经网络建立了磨损量与碳含量和磨损时间的非线性关系模型.结果表明:良好训练的BP网络模型可以有效预测不同碳含量的V9Cr4Mo3高速钢轧辊的磨损性... 详细信息

利用自制轧辊模拟磨损试验机测试了6种不同碳含量的V9Cr4Mo3高速钢轧辊的磨损性能,利用BP神经网络建立了磨损量与碳含量和磨损时间的非线性关系模型.结果表明:良好训练的BP网络模型可以有效预测不同碳含量的V9Cr4Mo3高速钢轧辊的磨损性能.结果表明:碳含量约为2.58%时,高速钢基体组织主要为高硬度和高韧性的板条马氏体,可以有效抵御轧制过程中的疲劳和显微切削,耐磨性最佳;当碳含量过低时,高速钢基体为低硬度的铁素体,显微切削为轧辊的主要磨损机制,而碳含量过高时,其基体主要为韧性较差的片状马氏体,轧辊以疲劳磨损为主,二者均导致轧辊耐磨性下降.

关键词： BP神经网络 V9-Cr4-Mo3高速钢冷轧磨损模型

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三维网络结构增强复合材料磨损模型的研究

摩擦学学报 2006年第5期26卷 456-460页

作者：王守仁耿浩然张景春王英姿济南大学机械工程学院济南大学材料科学与工程学院山东济南250022

考虑网络结构增强体特殊的拓扑结构因素和弹性模量影响，利用复合材料磨损率最小化和最大化假设，建立了网络结构增强复合材料的磨损模型，同时制备了不同体积分数的Si3N4陶瓷增强Al-Mg合金复合材料，并将其磨损试验结果数据拟合到模型... 详细信息

考虑网络结构增强体特殊的拓扑结构因素和弹性模量影响，利用复合材料磨损率最小化和最大化假设，建立了网络结构增强复合材料的磨损模型，同时制备了不同体积分数的Si3N4陶瓷增强Al-Mg合金复合材料，并将其磨损试验结果数据拟合到模型中．结果表明，所建立的模型可以反映复合材料增强相的体积分数、复合材料的弹性模量和磨损率之间的数学关系，证明复合材料的摩擦磨损率随增强相体积分数的增加而逐渐降低，当体积分数超过45％～50％时，磨损率随增强相体积分数的增加而逐渐增大．该模型不同于Khmschov模型和Zum—Gahr模型，其关系不遵循线性规则．与增强体复合材料的磨损试验数据拟合表明，该模型能够较好地反映网络结构增强复合材料的磨损性能，具有一定普遍性．

关键词：金属基复合材料网络结构增强体磨损性能磨损模型