惯性摩擦制动对铜基粒子材料摩擦磨损性能的影响

采用粉末冶金工艺制备了多组元的铜基摩擦材料,利用GF150D型摩擦试验机,分别在不同的摩擦方式和不同的摩擦条件下,探讨了材料的摩擦磨损性能.结果表明:惯性摩擦条件下,随着摩擦压力提高,磨损量增加,摩擦系数降低.且在其他摩擦条件相同时惯性摩擦条件下的摩擦系数低于定速.惯性试验湿摩擦的摩擦系数比干摩擦的摩擦系数有显著提高,摩擦顺序为高速到低速时的摩擦系数的稳定性都高于摩擦顺序为低速到高速.     

铜基陶瓷强化摩擦材料的摩擦磨损性能

采用粉末冶金技术,制备了铜基陶瓷强化摩擦材料.通过定速摩擦试验机,测试了摩擦压力、摩擦速度和干湿条件对材料摩擦磨损性能的影响.结果表明:在干摩擦条件下,系数大于0.3,摩擦系数稳定.摩擦压力在0.5~0.6 MPa范围时,摩擦系数处于较低值.随摩擦压力的变化,磨损率变化不大.当摩擦速度为2 000 r/m in时,摩擦系数最大.湿摩擦条件下摩擦系数低于干摩擦条件下的摩擦系数.     

铜基陶瓷强化摩擦材料的摩擦磨损性能

采用粉末冶金技术,制备了铜基陶瓷强化摩擦材料.通过定速摩擦试验机,测试了摩擦压力、摩擦速度和干湿条件对材料摩擦磨损性能的影响.结果表明:在干摩擦条件下,系数大于0.3,摩擦系数稳定.摩擦压力在0.5～0.6 MPa范围时,摩擦系数处于较低值.随摩擦压力的变化,磨损率变化不大.当摩擦速度为2 000 r/min时,摩擦系数最大.湿摩擦条件下摩擦系数低于干摩擦条件下的摩擦系数.     

水分对铜基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

采用粉末冶金工艺制备了含二氧化硅和石墨的铜基粉末冶金摩擦材料,利用定速摩擦试验机,分别在摩擦速度为7.8~47.1 m/s的范围内,探讨了干、湿摩擦条件下材料摩擦磨损性能的变化情况.结果表明：摩擦表面第三体的状态与干、湿摩擦条件密切相关,并影响材料的摩擦磨损性能.摩擦速度低时,材料的干摩擦系数高于湿摩擦情况,原因在于水起到隔离和润滑作用;摩擦速度提高,干摩擦系数低于湿摩擦条件,这归因于水分对表面的冷却作用降低了基体高温软化程度.     

水分对铜基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

采用粉末冶金工艺制备了含二氧化硅和石墨的铜基粉末冶金摩擦材料,利用定速摩擦试验机,分别在摩擦速度为7.8～47.1m/s的范围内,探讨了干、湿摩擦条件下材料摩擦磨损性能的变化情况.结果表明:摩擦表面第三体的状态与干、湿摩擦条件密切相关,并影响材料的摩擦磨损性能.摩擦速度低时,材料的干摩擦系数高于湿摩擦情况,原因在于水起到隔离和润滑作用;摩擦速度提高,干摩擦系数低于湿摩擦条件,这归因于水分对表面的冷却作用降低了基体高温软化程度.     

铜铝石墨组合材料摩擦角度与摩擦性能的关系

通过组合法制备了铜、铝、石墨三种材料构成的组合材料,利用定速摩擦试验机,研究了摩擦速度为200~2 000 r/min和制动压力为0.25~0.64 MPa条件下,摩擦角度对摩擦系数的影响.试验结果表明:摩擦角度对摩擦系数的影响与压力有关.当压力小于0.51 MPa时,摩擦角度的改变对摩擦系数影响不大;当压力超过0.51 MPa时,45°方向的摩擦系数要明显高于0°方向和90°方向的摩擦系数,原因在于摩擦角度为45°时,摩擦表面容易发生整体剪切流动,较强的粘着力形成鱼骨状裂纹,使剪切作用力增大,导致摩擦系数增高.     

石墨对酚醛树脂材料摩擦性能的影响

用定速摩擦实验机,研究了摩擦速度为200～3000 r/min,石墨含量为0％～20％条件下,石墨在酚醛树脂基材料中的摩擦磨损行为.结果表明:添加15％的石墨可以有效提高材料的摩擦系数稳定性,摩擦系数和磨损率分别降低了56.9％和83.2％,当石墨含量超过15％,对摩擦系数的影响不明显.酚醛树脂材料在摩擦过程中受到摩擦对偶材料硬质点的强切削力作用下,发生黏着撕裂形成犁沟,摩擦系数不稳定,磨损率较高;石墨的添加有助于在磨损表面形成致密的润滑层,起到稳定摩擦系数和提高耐磨性的作用.     

弹性金属塑料复合材料的干摩擦特性

在MPX－2000盘销式摩擦磨损试验机上,研究了弹性金属塑料复合材料在干滑动条件下的摩擦磨损特性,结果表明：在给定的试验条件下,EMP复合材料与40#锻钢对摩时,相同滑动速度下摩擦因数随载荷的升高而减小,相同载荷下滑动速度等摩擦因数反而低,当试验转速分别1102r/min和370r/min时,其摩擦因数最后分别基本稳定为0．074和0．082,而磨损率随载荷的升高而增大,高速时的磨损率比低速时的大,结合磨损表面的扫描电子显微镜分析,给出了EMP复合材料磨损的主要过程,并据此解释了该材料的上述现象。     

制动条件下平均摩擦系数计算方法的比较

针对合金钢盘与铜基摩擦材料构成的摩擦副,利用缩比惯性试验台,在转动惯量46 kg·m2条件下,进行了不同工况制动试验研究,并采用UIC标准和中国标准计算平均摩擦系数.结果表明：随着制动初速的升高,两种方法计算的平均摩擦系数差别增大.这是因为制动初速度较低时,摩擦系数在整个制动距离分布差异较小,且平均摩擦力与瞬时摩擦力差别不明显,两种计算方法得出的结果均集中在制动中期,差别较小.当制动初速度较高时,摩擦系数集中分布在制动初期,UIC标准计算结果偏向于制动初期的摩擦系数;制动初期摩擦力明显低于平均摩擦力,中国标准计算结果偏离制动初期的摩擦系数,两种计算方法得出的结果差别较为明显.     

摩擦条件对钢质摩擦材料第三体及磨损的影响

摩擦条件对摩擦材料表面第三体的连续性产生重要影响,进而影响材料的摩擦磨损性能.选用两种轨道车辆用低合金制动盘材料与铜基粉末冶金材料为配对摩擦副,在不同速度、压力条件下进行摩擦试验,观察第三体的形成过程中,表面形貌的变化规律及磨损机理.结果表明：在特定的摩擦条件下,第三体的显微硬度可达800~900HV,远高于基体材料的硬度;连续、致密的第三体,使材料具有最低的磨损率;当摩擦转速和压力过低时,磨粒磨损为主要磨损形式,当摩擦转速和压力过高时,黏着磨损将成为主导;在第三体的形成破坏过程中,摩擦速度、压力过低或过高均可能使第三体的破坏速度大于形成速度,使材料的磨损率增大.     

干摩擦道岔尖轨滑床板研究

提出了一种新型的道岔尖轨滑床板－具有较低摩擦系数，使用时无需涂油润滑的滑床板。通过建立尖轨，滑床板模型，分析了不同滑床板摩擦系数对尖轨板动力以及基本轨与尖轨最小间隔的影响，并进行了针对性的试验。研究结果表明：干摩擦材料滑床板对改善尖轨板动力，提高道岔的安全可靠怕，减少道岔的养护维修是积极有效的。     

高寒雨雪气候下高速动车组盘片摩擦副摩擦性能

为了提高高速动车组在低温潮湿气候条件下的运行安全性,模拟-15~20℃雨雪环境,试验研究了高速列车制动系统的摩擦磨损性能以及制动盘表面划伤、制动力衰退等现象产生的原因.研究结果表明:在高寒雨雪环境下,制动副摩擦因数随着制动压力增加而增大;外来硬质点对摩擦因数的影响与制动初速度有关,当制动初速度低于160 km/h时,摩擦因数随着制动初速度提高而增大,当制动初速度大于等于160 km/h时影响不明显;夹钳被冰雪所覆盖冻结,影响夹钳缓解复位,使制动盘和闸片间隙变小,制动盘与闸片易产生接触碰撞,夹在盘片之间外来硬质点不易排出,加剧制动盘表面划伤;采用每隔7 min进行间隙式1 min低压力连续制动,可以清除制动盘表面冰膜,并能防止整个夹钳被冰雪所覆盖而冻结.     

压力对颗粒增强铝与碳基材料摩擦系数的影响

用自行研制的盘块式高速摩擦试验机，在滑动速度为30m/s，法向载荷范围为0．1－0．8MPa的条件下，试验观察了法向载荷对碳化硅颗粒增强6061铝复合材料与碳基材料摩擦系数的影响，结果表明：摩擦九存在显著的压力依赖行为和磨擦过程初期的时间过渡行为，在相对稳定阶段，摩擦系数的统计平均值随法向载荷增大经历先快速增大后缓慢减小，标准偏差与法向载荷的关系也显示出类似的变化趋势，所有连续摩擦过程的初期，摩擦系数都经历一个从小到大的过渡变化，而过渡期的时间随着法向载荷的增大单调下降。     

Ag-Cu/Ti双层膜摩擦磨损特性研究

对Ag-Cu/Ti双层膜的摩擦磨损特性，显微硬度进行了实验研究和理论分析，结果表明，在干摩擦条件下，当膜最在0．224－0．576μm时，磨损率分别随膜厚，载荷，滑动速度的增大而增大，摩擦系数分别随膜厚，载荷的增大而减小，显微硬度随膜厚度的增大而减小；其磨损的形式主要以磨粒磨损为主，并伴有轻微的粘着磨损。     

后处理温度对聚酰亚胺基摩擦材料性能的影响

以聚酰亚胺树脂为粘结剂,采用热压法并经不同温度后处理制备聚酰亚胺基摩擦复合材料,研究后处理温度（220～ 300℃）对其摩擦磨损性能等的影响.结果表明：采用260～280℃的后处理温度,摩擦材料摩擦磨损性能较好;后处理温度为220℃和300℃时,材料磨损机制为破坏严重的胶合黏着磨损;后处理温度为240～280℃时,材料磨损机制以轻微黏着磨损和磨粒磨损为主.后处理温度低于300℃时,密度、硬度、压缩强度值略有变化,240℃时,密度、硬度有最大值,压缩强度在260℃后处理有最大值.后处理温度为260 ～ 280℃时,聚酰亚胺基摩擦材料具有最佳的综合性能.     

端部摩擦对不同加载方式真三轴试验的影响

针对岩石真三轴试验中存在的端部摩擦效应,运用Abaqus,模拟分析了传统式和互扣式两种端部垫块加载方式下端部摩擦对真三轴试验结果的影响。计算结果表明：两种加载方式下都产生了虚假中间主应力效应,且端部摩擦效应对岩石试样强度和变形的影响随着摩擦系数的增大而增大。花岗岩在两种加载方式下不同摩擦系数的一系列试验证实了该结论。     

高速铁路制动区间钢轨摩擦自激振动研究

为了探究高速铁路制动区间的典型钢轨波磨现象,基于轮轨摩擦自激振动诱导钢轨波磨的观点展开了研究,通过武广高速铁路制动区段的现场调研,掌握该区段的波磨特征并采集相应的轨道不平顺;基于轮轨摩擦自激振动诱导钢轨波磨的观点分别建立制动区段高速列车的动/拖车轮对-轨道-制动系统的有限元模型,并利用复特征值法进行动/拖车轮轨系统的摩擦自激振动分析,比较动/拖车轮轨系统在制动和非制动工况下系统发生摩擦自激振动的可能性,以及在制动工况下动车轮轨和拖车轮轨系统的摩擦自激振动情况;使用控制变量法研究了制动系统摩擦系数和扣件垂向刚度对动/拖车轮轨系统摩擦自激振动的影响规律.研究结果表明：制动工况更容易引起系统的摩擦自激振动;拖车轮轨系统更容易引起系统摩擦自激振动;控制制动装置摩擦系数约为0.30,扣件垂向刚度约为50 MN/m时能一定程度降低轮轨系统发生摩擦自激振动的可能性,进而抑制钢轨波磨的产生.     

线控转向系统理想传动比控制策略及优化研究

为设计满足操纵稳定性需求的线控转向系统,提出了可适应不同车速工况的理想传动比控制策略。以稳态横摆角速度增益不变下的传动比为基础,设置低速段、中速段、高速段等3个车速区间;基于参数拟合和定转向增益不变控制法中的稳态横摆角速度增益不变,设计了低速段和中速段的理想传动比,高速段考虑到摩擦特性等非线性因素影响,使用模糊控制设计线控转向系统理想传动比;通过Carsim和Simulink仿真分析了在不同车速下设计理想传动比控制策略的有效性。研究结果表明：在低速段时,车辆转向运动特性明显提高,增强了车辆的转向灵敏性;在中速段时,车辆转向响应跟随性好,且响应速度更快;在高速段时,车辆行驶时的转向稳定性明显提高。     

高变温环境下MoVN-Ag涂层的摩擦磨损性能实验研究

为了提高零部件在苛刻环境下的使用寿命,在零件表面沉积耐高温润滑膜的方法已得到越来越多的关注.利用直流磁控溅射技术在硅片和718镍基高温合金钢表面沉积MoVN-Ag涂层,利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)检测涂层成分及相结构,在室温和500℃交变温度环境下,利用高温摩擦磨损试验机测试其摩擦磨损性能.实验表明:MoVN-Ag涂层在室温和500℃高温环境下的摩擦系数分别为0.4和0.2.对涂层的摩擦机理进行进一步分析可知,室温下涂层的摩擦机理主要是轻微磨损,500℃下涂层的摩擦机理主要是在涂层磨痕表面形成银扩散润滑层,降低了涂层的摩擦系数.     

凝冰条件下沥青路面与轮胎接触摩擦动力响应分析

综合考虑轮胎材料超弹性和路面材料的粘弹性、轮胎与路面间的瞬态接触摩擦作用,利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立凝冰条件下轮胎与沥青路面接触的有限元模型,分析沥青路面动力响应规律。结果表明：凝冰条件下沥青路面路表弯沉在轮胎作用的区域明显增大,在没有直接作用的区域弯沉逐渐减小,且路表弯沉随着摩擦系数的增大而逐渐增大;路表水平剪应力以轮胎作用区域为中心呈反对称分布,且最大水平剪应力在轮胎经过前随着摩擦系数的增大而减小,而在轮胎经过后随摩擦系数的增大而增大。路表竖向应力在轮胎作用的瞬间出现应力集中现象,在非作用区域则很小,竖向应力随着摩擦系数的增大而减小;同时阻尼对凝冰沥青路面力学响应也有着重要的影响。