[發(fā)明專利]一種粉末冶金摩擦材料表面氧化復(fù)合層覆蓋率預(yù)測方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810127298.0 | 申請日： | 2018-02-08 |
| 公開（公告）號： | CN108088789B | 公開（公告）日： | 2019-11-26 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王延忠;郭超;竇德龍;賈樹王 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京航空航天大學(xué) |
| 主分類號： | G01N17/00 | 分類號： | G01N17/00 |
| 代理公司： | 11251 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 | 代理人： | 安麗<國際申請>=<國際公布>=<進入國 |
| 地址： | 100191*** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 復(fù)合層 表面氧化 摩擦材料 粉末冶金摩擦材料 覆蓋率預(yù)測 覆蓋率 表面檢測 拆卸零件 技術(shù)手段 摩擦系數(shù) 摩擦元件 壽命預(yù)測 數(shù)據(jù)特征 特性關(guān)系 應(yīng)用理論 估算 測試 檢測 預(yù)測 表現(xiàn) | ||
1.一種粉末冶金摩擦材料表面氧化復(fù)合層覆蓋率預(yù)測方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟一、確定摩擦材料在無氧化的初始狀態(tài)下的摩擦系數(shù)隨溫度的變化過程，方法為：同時測量摩擦材料的摩擦系數(shù)和溫度，通過力傳感器測定正壓力P和摩擦力F，取二者的比值為摩擦系數(shù)μ；通過熱電偶或者熱電阻測量摩擦材料的溫度；繪制摩擦系數(shù)隨溫度的變化曲線，確定曲線的斜率θ1；
步驟二、按照摩擦材料組分中金屬元素的氧化物作為摩擦材料氧化層的組成物質(zhì)，忽略非金屬材料、粘結(jié)劑對于摩擦材料整體氧化的影響，確定完全氧化后摩擦材料的組分，并仿照步驟一的方法確定完全氧化后摩擦材料的摩擦系數(shù)隨溫度的變化過程和曲線的斜率θ2；
步驟三、按照線性關(guān)系擬合所述摩擦系數(shù)隨溫度變化曲線，將步驟一和步驟二中確定出的曲線斜率θ1和θ2帶入公式(1)的等號左邊，從而分別確定出氧化前后的表面形貌變化函數(shù)f(D,G)的值，其中D表示分形維數(shù)，G表示尺度系數(shù)，
k為熱傳導(dǎo)率，ρ為密度，c為比熱，Hb為布氏硬度，v是滑摩速度，μ為摩擦系數(shù)，則存在如下關(guān)系：
式中，η為氧化復(fù)合層的覆蓋率，P為正壓力，F(xiàn)為摩擦力，sm為摩擦材料的剪切強度，pm為材料的屈服強度，α代表了摩擦材料的結(jié)合點生長常數(shù)，下標m表示摩擦材料組分中金屬元素，o代表摩擦材料組分中金屬元素的氧化物，i為摩擦材料組分中金屬元素的氧化物與摩擦材料組分中金屬元素的剪切強度比值；k為摩擦材料組分中金屬元素的氧化物與摩擦材料組分中金屬元素的抗壓屈服強度比值；對于η假設(shè)，在摩擦材料未經(jīng)過氧化之前η＝0，η隨著摩擦升溫而增大，直到摩擦材料達到完全氧化狀態(tài)，此時η＝1；通過選擇摩擦材料氧化演化過程模型進而求出此時的摩擦材料的氧化復(fù)合層覆蓋率、摩擦系數(shù)和溫度之間的關(guān)系；
步驟四、通過測定以上述摩擦材料制成的待測樣件在工作過程中的摩擦系數(shù)和溫度，比對步驟三中獲得的摩擦材料的溫度、摩擦系數(shù)和表面氧化復(fù)合層覆蓋率三者之間的關(guān)系，確定待測樣件在工作過程中的氧化程度，即氧化復(fù)合層的覆蓋率；當(dāng)氧化復(fù)合層覆蓋率達到100％，即表明材料將永久失效；通過任意多次對同種摩擦材料的氧化復(fù)合層覆蓋率預(yù)測，即推斷出這種摩擦材料的失效時間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粉末冶金摩擦材料表面氧化復(fù)合層覆蓋率預(yù)測方法，其特征在于：步驟三種所述的選擇摩擦材料氧化演化過程模型為：線性模型或Wilson模型。
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