基于表面分析技术和铁谱技术的某重载履带车辆主离合器摩擦副失效机理研究

利用扫描电子显微镜、能量色散谱仪及铁谱仪分析了某重载履带车辆主离合器分离机构中的活动盘弹子槽的磨损失效机理.结果表明:磨损表面存在明显的犁沟痕迹和点蚀坑,而粘着磨损迹象不明显;铁谱分析结果表明润滑脂中的磨粒主要包括典型的粘着磨粒、接触疲劳磨粒和腐蚀磨粒;磨损表面的主要失效机制为磨料磨损、粘着磨损、接触疲劳磨损和腐蚀磨损的综合作用;采用联合表面分析技术和铁谱技术研究材料表面磨损失效机理具有一定的优越性.     

材料的磨损失效及其预防 研究现状与发展趋势

论述了材料磨损失效的主要模式和引起磨损失效的各种可能因素及材料磨损失效的研究现状与发展趋势，探讨了材料磨损失效研究所面临的课题和开展磨损失效研究的必要性     

气流纺杯轴承磨损失效的分析与机理探讨

本文从宏观、微观及轴承润滑等角度出发,对具有高速、轻载和高精度特征的气流纺杯滚动轴承的磨损失效进行了分析与机理探讨,认为这种轴承磨损失效是粘着磨损和磨粒磨损的结果,而不是接触疲劳破坏所致。作者指出,在稳定磨损阶段也还存在着一些导致过渡急剧磨损阶段形成的不利因素,其在运转过程中被迫紧急刹车时,由于轴承受力突然增大和润滑脂膜破裂,造成摩擦界面温度急剧升高而使滚动元件的表层组织软化,润滑脂也随之逐渐丧失润滑能力,摩擦界面亦变得粗糙不平,比膜厚下降而发生了微凸体间的频繁接触,由此引起的粘着现象是造成气流纺杯滚动轴承磨损失效最主要的原因;由于轴承壳腔内的旧润滑脂无法取出,脂中所含的金属磨屑硬粒子在不断增多,其在高速滚动体发生滑动摩擦的瞬间会对材料表面造成擦伤或犁沟,这是导致滚动轴承磨损失效不可忽视的另一因素。     

润滑对球轴承振动特性的影响

采用专门设计制作的试验轴承和微机数字式振动测量分析系统，研究了润滑对中心轴向载荷作用下深沟球轴承振动和噪声的幅值及频率特性的影响．结果表明：充分润滑能够有效地降低轴承的振动和噪声水平；润滑不充分或润滑剂不清洁可使振动和噪声加剧，诱发接触谐振和啸声，并使接触表面产生轻微损伤；无润滑时轴承振动急剧增高，并造成磨损失效；同时，润滑油膜的“刚化效应”使轴承弹性接触振动的固有频率提高．     

发动机气门—门座磨损失效机理实验研究

对发动机气门－门座的磨损失效进行了模拟实验研究,基于现代微观表面测试技术和摩擦学原理对气门－门座的磨损机理进行了探讨。研究结果表明：气门－门座接触表面的磨损失效是由于反复的弹、塑变形疲劳,亚表层的金属滑动、基体材料在高温下的蠕变滑动和腐蚀磨损等所致,这种失效呈片状疲劳裂纹和剥落特征。     

TC4合金微弧氧化膜的摩擦磨损性能及其失效机理研究

采用微弧氧化(PEO)技术在TC4合金(Ti6Al4V钛合金)表面制备了微弧氧化耐磨陶瓷膜层. 利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和摩擦试验机分析测试了微弧氧化膜的结构与组成，考察了膜层在干摩擦和油润滑条件下的摩擦磨损性能及其磨损失效机理. 结果表明:基底材料的氧化和电解液化合物的沉积均对微弧氧化膜层的生长起重要作用；微弧氧化有效提高了材料的耐磨性，降低了材料在油润滑条件下的摩擦系数；在干摩擦条件下，摩擦力较大，剪切应力是导致膜层失效的主要因素，在油润滑环境中，压应力是导致膜层失效的主要因素；对微弧氧化膜层进行有效润滑可以极大地提高膜层的使用寿命.      

精密角接触球轴承的固体润滑失效分析

角接触球轴承是航天器的许多重要功能的实施部件，因而对其润滑性能的要求极为严格，迫切需要弄清其润滑失效机理。因此，对ＭｏＳ２溅射膜润滑的Ｃ６２０５球轴承进行了寿命试验，进而对经过丙酮超声清洗的各元件工作面的形貌和组成作了系统分析。     

全氟聚醚润滑油的摩擦学研究进展

对全氟聚醚(PFPE)作为润滑油的研究和应用进行了综述,介绍了PFPE的基本性能,分析了其在大气及真空环境中的摩擦磨损性能,评述了PFPE在大气及空间条件下的润滑和失效破坏机理,指出了发展新型空间润滑剂的必要性.     

火炮用PCrMo钢激光熔覆MoS2润滑涂层摩擦学性能研究

PCrMo钢是导致火炮系统故障的磨损失效零部件主要材料.为了提高零部件的寿命,将固体润滑技术引入火炮抗磨减磨设计中.选取8 ～ 10 μm和3～5 μm两种粒度下二硫化钼作为固体润滑材料,采用激光熔覆工艺在PCrMo钢试样表面制备润滑涂层.通过对涂层宏观性能表征,发现粒度小的涂层熔覆厚度较好;采用扫描电镜和能谱仪分别对涂层表面、剖面微观形貌和化学成分进行分析,发现涂层表面有凹坑产生,且凹坑中氧的含量明显高于光滑表面;涂层剖面与基体结合处存在一定的缝隙,涂层元素与基体元素发生了熔渗.进一步开展的摩擦磨损试验表明:与PCrMo钢裸基材试样相比,两种粒度下润滑涂层试样摩擦系数和磨损量皆降低,磨损量分别为14.84％和42.01％,其中大粒度下涂层摩擦性能较优.二硫化钼润滑涂层起到了很好的润滑效果,可以作为火炮磨损零部件减磨的有效手段.     

等温淬火球墨铸铁渣浆泵叶片磨损试验的正交分析

采用正交试验分析了在实验室条件下影响奥贝球铁叶片磨损的因素,探讨了决定叶片材料特性的成分和热处理工艺以及叶、磨料种类等水力学条件对叶片磨损的综合影响,研究结果表明,渣浆泵叶片的磨损失效受到材料特性和水力条件的综合影响;叶片材料成分和热处理工艺交互作用是影响叶磨损的主要因素,其次是磨料种类及叶型症 交试验是研究 渣浆泵磨损规律的有效方法 。     

等离子喷涂层接触疲劳失效模式及失效机理的研究

研究了等离子喷涂层在不同应力水平下的接触疲劳失效模式与声发射幅值的对应关系,并分析了涂层的接触疲劳失效机理.结果表明:声发射幅值与接触应力的大小无明显的关系,根据疲劳失效时的声发射幅值可以判断涂层接触疲劳失效模式,幅值为87～93 dB时易发生剥落或分层失效,幅值为78～83 dB易发生点蚀失效.涂层表面微凸体与轴承球滚压接触产生黏着磨损以及涂层、磨粒、轴承球三者形成的三体磨料磨损是点蚀失效产生的主要原因.剥落失效主要与涂层表面微观缺陷处裂纹的萌生、扩展以及表面磨损行为有关.层内分层失效是由涂层内部最大剪切应力控制的,而界面分层失效主要是由涂层与基体的低结合强度、热失配以及界面剪切应力造成的.     

典型密封元件的失效分析与失效过程研究

飞机整体油箱结构的密封性对飞机安全性和续航能力有很大影响,所以密封胶失效分析和失效过程研究就显得相当重要．为了研究密封胶的失效,根据密封胶的受力特点,本文设计了典型元件的密封试验（平板型和T型）,通过试验得到了这两种结构的失效载荷和最大载荷．同时,利用有限元模拟软件ABAQUS对试验进行了模拟计算,使用cohesive模块实现对密封胶层的模拟．通过观察胶层失效过程,得到了胶层失效后的破坏路径,找到了容易发生泄漏的位置,并给出了失效载荷与最大载荷的关系．通过对比试验结果和模拟计算结果,验证了有限元模拟分析的可靠性,并对结果进行了讨论．     

基于新弹塑性模型全程模拟金属疲劳失效

金属材料疲劳失效问题是工程中一类主要问题,选择合理的材料本构关系对于准确确定疲劳失效强度至关重要．本文提出一个简单形式的自由光滑新弹塑性模型,该模型在不涉及通常的屈服条件以及加卸载条件的意义上完全自由,避免了模量间断问题,且比经典模型更简单、更符合实际．结果表明,该模型可直接模拟金属材料在循环加载下直至疲劳破坏的全过程,不涉及任何损伤变量以及人为假设的失效判据,特别地,可直接模拟金属材料的高周、低周疲劳直至最终失效破坏行为．应用P92钢的相关实验数据,给出了循环加载下的数值模拟结果,结果表明,在各种加载-卸载循环情形下,随着应力幅值的增大,疲劳失效循环数减少,这与实际材料行为相一致．     

高速瓦楞辊的磨损失效分析

本文对进口的高速瓦楞辊的磨损失效形式进行了分析，认为其主要磨损形式是磨粒磨损，即齿侧为滑动磨粒磨损，齿底为应变疲劳磨粒磨损，而齿预则包括了这两种磨损形式；齿顶和齿根两侧都是磨损最严重的部位；磨粒主要是纸中夹带的ＳｉＯ２砂粒。文章最后还明确指出，瓦楞辊的返修期应当定在其出现非均匀磨损之前，但是由于楞齿承受曲应力而诱发疲劳裂纹，故此返修次数是有限的。     

含磨粒油润滑齿轮胶合失效的计算模型与试验研究

在机械设备的运转过程中，齿轮润滑油都含有很多不同尺寸的磨粒，研究表明，磨粒产生的机械效应和热效应都不容忽视，前者可以导致齿轮的磨粒磨损，后者能够造成齿轮的胶合失效。尽管目前人们已经对磨粒导致胶合失效的机理有所认识，但还没有建立起相应的计算方法和模型，有关的试验分析方法也还没有看到文献报道。因此，从机理，计算方法和试验等方面对含磨粒润滑工况下的齿轮胶合失效进行了分析与研究，在给定的条件下，通过几种含     

Evolution Induced Catastrophe in a Nonlinear Dynamical Model of Material Failure

In order to study the failure of disordered materials, theensemble evolution of a nonlinear chain model was examined by using astochastic slice sampling method. The following results were obtained.(1) Sample-specific behavior, i.e. evolutions are different from sampleto sample in some cases under the same macroscopic conditions, isobserved for various load-sharing rules except in the globally meanfield theory. The evolution according to the cluster load-sharing rule,which reflects the interaction between broken clusters, cannot bepredicted by a simple criterion from the initial damage pattern and eventhen is most complicated. (2) A binary failure probability, itstransitional region, where globally stable (GS) modes andevolution-induced catastrophic (EIC) modes coexist, and thecorresponding scaling laws are fundamental to the failure. There is asensitive zone in the vicinity of the boundary between the GS and EICregions in phase space, where a slight stochastic increment in damagecan trigger a radical transition from GS to EIC. (3) The distribution ofstrength is obtained from the binary failure probability. This, likesample-specificity, originates from a trans-scale sensitivity linkingmeso-scopic and macroscopic phenomena. (4) Strong fluctuations in stressdistribution different from that of GS modes may be assumed as aprecursor of evolution-induced catastrophe (EIC).     

纸基摩擦材料与不同含碳量钢配副之间的摩擦学性能及其失效机理研究

采用湿法成型辅助热压工艺制备了纸基摩擦材料. 分别考察了纸基摩擦材料在无油状态和富油状态下与不同碳含量钢配副材料的摩擦适配性，并通过磨损表面形貌分析和探讨了其在无油状态下的失效机理. 结果表明:在无油状态下，随配副材料硬度增高，纸基摩擦材料的摩擦系数下降，摩擦稳定性提升，磨损率降低，高硬度的65Mn钢与纸基摩擦材料的适配性较好. 纸基摩擦材料在无油状态下主要表现为由疲劳裂纹引发的纤维脱粘与拔出导致的材料失效. 在富油状态下，配副材料的硬度对纸基摩擦材料的摩擦性能无显著影响，润滑油膜和摩擦膜的形成能有效减轻对配副材料的微观切削作用，从而抑制材料的磨损.