磨損的計(jì)算方法PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1磨損的計(jì)算方法磨損的計(jì)算方法當(dāng)代磨損理論簡(jiǎn)述磨損計(jì)算方法減少磨損與防止磨損的方法第1頁(yè)/共44頁(yè)第2頁(yè)/共44頁(yè)發(fā)現(xiàn)有球狀碳化物聚集，其顯微硬度很高，亮區(qū)又稱(chēng)為白層組織；另一是暗區(qū)，此區(qū)呈渦流狀組織，這說(shuō)明其塑性變形相當(dāng)嚴(yán)重，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)、球狀碳化物很少，其顯微硬度較亮區(qū)低。第3頁(yè)/共44頁(yè)金屬的位錯(cuò)理論為基礎(chǔ)的，它分析了亞表層金屬的塑性變形與斷裂行為。第4頁(yè)/共44頁(yè)另外，硬微凸體在平面上施加的曳引力使表面產(chǎn)生周期性的塑性變形和位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，并且使變形和位錯(cuò)不斷積累。第5頁(yè)/共44頁(yè)第6頁(yè)/共44頁(yè)多現(xiàn)象，但不能解釋在高速下的磨損現(xiàn)象。第7頁(yè)/共44頁(yè)第8頁(yè)/共44頁(yè)交變應(yīng)力的多次重復(fù)作

2、用，因而使之受到積累損傷，結(jié)果導(dǎo)致微觀體積內(nèi)產(chǎn)生疲勞裂紋，最后裂紋擴(kuò)展，匯合形成磨屑而脫落。第9頁(yè)/共44頁(yè)原因，磨損現(xiàn)象與材料的斷裂能量之間有一定的關(guān)系。第10頁(yè)/共44頁(yè)第11頁(yè)/共44頁(yè)第12頁(yè)/共44頁(yè)磨損計(jì)算方法的背景第13頁(yè)/共44頁(yè) 但是，由于影響磨損的因素非常多，所以磨損的計(jì)算也是相當(dāng)復(fù)雜的。各國(guó)的摩擦學(xué)專(zhuān)家曾提出過(guò)很多計(jì)算方法用來(lái)計(jì)算各種類(lèi)型的磨損和一些計(jì)算方法還未能達(dá)到實(shí)用階段，因此，仍需努力深入研究，加以完善。本節(jié)將簡(jiǎn)要地介紹磨損的IBM計(jì)算法、兩個(gè)配合“聯(lián)接”體的磨損計(jì)算法和兩種主要磨損類(lèi)型的計(jì)算法，以便深入理解磨損的本質(zhì)。磨損計(jì)算方法的背景第14頁(yè)/共44頁(yè)第15頁(yè)/

3、共44頁(yè)第16頁(yè)/共44頁(yè)第17頁(yè)/共44頁(yè)IBM計(jì)算法第18頁(yè)/共44頁(yè)第19頁(yè)/共44頁(yè)第20頁(yè)/共44頁(yè)第21頁(yè)/共44頁(yè)第22頁(yè)/共44頁(yè)XX第23頁(yè)/共44頁(yè)第24頁(yè)/共44頁(yè)第25頁(yè)/共44頁(yè)第26頁(yè)/共44頁(yè)第27頁(yè)/共44頁(yè)第28頁(yè)/共44頁(yè)第29頁(yè)/共44頁(yè)第30頁(yè)/共44頁(yè)兩個(gè)配合“聯(lián)接”體的磨損計(jì)算法第31頁(yè)/共44頁(yè)上圖為粘著磨損模型，假設(shè)摩擦副的一方為較硬上圖為粘著磨損模型，假設(shè)摩擦副的一方為較硬的材料，摩擦副另一方為較軟的材料；法向載荷的材料，摩擦副另一方為較軟的材料；法向載荷W W由由n個(gè)半徑為個(gè)半徑為a的相同微凸體承受。的相同微凸體承受。第32頁(yè)/共44頁(yè)則當(dāng)材

4、料產(chǎn)生塑性變形時(shí)，法向載荷則當(dāng)材料產(chǎn)生塑性變形時(shí)，法向載荷W與較軟材與較軟材料的屈服極限料的屈服極限s之間的關(guān)系：之間的關(guān)系： (1)當(dāng)摩擦副產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，且滑動(dòng)時(shí)每個(gè)微凸體上產(chǎn)當(dāng)摩擦副產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，且滑動(dòng)時(shí)每個(gè)微凸體上產(chǎn)生的磨屑為半球形生的磨屑為半球形, ,其體積為其體積為( (2/3)2/3)a3，則，則單位滑動(dòng)單位滑動(dòng)距離的總磨損量距離的總磨損量( (即磨損率，通常用于判斷材料磨即磨損率，通常用于判斷材料磨損的快慢程度損的快慢程度) )為為: :(2)由由(1)(1)和和(2)(2)式，可得：式，可得：(3)第33頁(yè)/共44頁(yè)式式(3)(3)是假設(shè)了各個(gè)微凸體在接觸時(shí)均產(chǎn)生一個(gè)磨粒而導(dǎo)是

5、假設(shè)了各個(gè)微凸體在接觸時(shí)均產(chǎn)生一個(gè)磨粒而導(dǎo)出。如果考慮到微凸體相互產(chǎn)生磨粒的概率數(shù)出。如果考慮到微凸體相互產(chǎn)生磨粒的概率數(shù)K K和滑動(dòng)距和滑動(dòng)距離離L L，則，則接觸表面的粘著磨損量接觸表面的粘著磨損量表達(dá)式為：表達(dá)式為：(3)(4)由由(4)(4)式可得式可得粘著磨損的三個(gè)定律：粘著磨損的三個(gè)定律：材料磨損量與滑動(dòng)距離成正比：適用于多種條件材料磨損量與滑動(dòng)距離成正比：適用于多種條件材料磨損量與法向載荷成正比：適用于有限載荷范圍材料磨損量與法向載荷成正比：適用于有限載荷范圍材料磨損量與較軟材料的屈服極限材料磨損量與較軟材料的屈服極限y( (或硬度或硬度H H) )成反成反比比由于對(duì)于彈性材料由

6、于對(duì)于彈性材料sH/3，H為布氏硬度值，則式為布氏硬度值，則式(4)可可變?yōu)椋鹤優(yōu)椋菏街惺街蠯 K為粘著磨損系數(shù)為粘著磨損系數(shù)第34頁(yè)/共44頁(yè)第35頁(yè)/共44頁(yè)假設(shè)磨粒為形狀相同的圓錐體，半角為假設(shè)磨粒為形狀相同的圓錐體，半角為，錐底直徑為，錐底直徑為r( (即犁出的溝槽寬度即犁出的溝槽寬度) )，載荷為，載荷為W，壓入深度，壓入深度h，滑動(dòng)距離，滑動(dòng)距離為為L(zhǎng)，屈服極限，屈服極限s s。在垂直方向的投影面積為。在垂直方向的投影面積為r2，滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)時(shí)只有半個(gè)錐面只有半個(gè)錐面(前進(jìn)方向的錐面前進(jìn)方向的錐面)承受載荷，共有承受載荷，共有n個(gè)微凸個(gè)微凸體，則所受的法向載荷為：體，則所受的法向載

7、荷為：將犁去的體積作為磨損量，其水平方向的投影面積為一將犁去的體積作為磨損量，其水平方向的投影面積為一個(gè)三角形，個(gè)三角形，單位滑動(dòng)距離的磨損量單位滑動(dòng)距離的磨損量(磨損率磨損率)為為Q0=nhr, 因因?yàn)闉閞=htan ，因此：，因此：(1)第36頁(yè)/共44頁(yè)如果考慮到微凸體相互作用產(chǎn)生磨粒的概率數(shù)如果考慮到微凸體相互作用產(chǎn)生磨粒的概率數(shù)K和滑動(dòng)和滑動(dòng)距離距離L，并且代人材料的硬度，并且代人材料的硬度H=3=3s，則則接觸表面的磨接觸表面的磨損量表達(dá)式為：損量表達(dá)式為：式中式中K Ks s為磨粒磨損系數(shù)，是幾何因素為磨粒磨損系數(shù)，是幾何因素2/2/tan 和概率常數(shù)和概率常數(shù)K K的乘積，的乘

8、積，K Ks s與磨粒硬度、形狀和起切削作用的磨粒數(shù)與磨粒硬度、形狀和起切削作用的磨粒數(shù)量等因素有關(guān)。應(yīng)當(dāng)指出，上述分析忽略了許多實(shí)際因量等因素有關(guān)。應(yīng)當(dāng)指出，上述分析忽略了許多實(shí)際因素，例如磨粒的分布情況、材料彈性變形和滑動(dòng)前方材素，例如磨粒的分布情況、材料彈性變形和滑動(dòng)前方材料堆積產(chǎn)生的接觸面積變化等等，因此式料堆積產(chǎn)生的接觸面積變化等等，因此式(2)(2)近似地適近似地適用于二體磨粒磨損。在三體磨損中，一部分磨粒的運(yùn)動(dòng)用于二體磨粒磨損。在三體磨損中，一部分磨粒的運(yùn)動(dòng)是沿表面滾動(dòng)，它們不產(chǎn)生切削作用，因此是沿表面滾動(dòng)，它們不產(chǎn)生切削作用，因此K Ks s值明顯減值明顯減小。小。由公式由公式(2)(2)可看出可看出: :粘著磨損定律也同樣適用于磨粒磨損粘著磨損定律也同樣適用于磨粒磨損。(2)第37頁(yè)/共44頁(yè)第38頁(yè)/共44頁(yè)料的硬度，也可選用抗磨料磨損的材料。如果是以疲勞磨損為主，則選用不合