球面销试样的摩擦学应用研究.pdfVIP

球面销试样的摩擦学应用研究 于大国，李健。秦襄培 (武汉材料保护研究所，湖北武汉430030) [摘要]采用球面销磨削设备制备的球面销试样，测试了不同尺寸的uHMwP材料的球面销与钢盘配副的摩 擦性能，从接触面积与接触应力计算入手，讨论了接触应力的分布规律，探讨了uHMwPE球面销与钢盘配副时的摩擦 g 系数与球体半径及载荷的变化关系。研究结果对弹塑性材料的接触和摩擦磨损机理研究具有借鉴意义。 f [关键词]球面销；uHMwP；接触；摩擦系数 i [中图分类号]THll7．3 [文献标识码]A [文章编号] 0前言 ，枣6心心。心心6。卦 的图像，测量销试样球面上磨斑的半径n．。 。，一黎爹黪黏一 固体表面的接触问题是摩擦学的一个最重要和最基本 试验中采用动态扭矩传感器，连续测量摩擦系数随时 的研究内容…。在研究真实接触问题时为了便于研究，常 间变化的曲线，试验数据的动态采集和处理由武汉材料保 常将接触问题简化为各种模型‘2o。其中最常用的方法是用 护研究所开发的“ssT—sT计算机数据处理系统”自动连续 球体微凸峰与刚性的光滑平面相接触的模型来说明表面的 进行‘…。 接触‘3，“。 另安排一组试样，只施加载荷w，盘试样不转动，销与 通常在讨论球体(微凸峰)与平面相接触的模型时分 盘之间无摩擦，用计算机图像系统采集压痕半径o：。 三种情况。5J：(a)单峰接触，即单个球体微凸峰与一光滑的 刚性平面相接触。(b)理想粗糙表面的接触，即一系列曲 2接触计算 率半径相同和高度相同的球体微凸峰与一光滑的刚性平面 按照赫兹接触理论对球与平面的接触情况进行计算分 相接触。(c)实际粗糙表面的接触，即高度按概率密度函数 析。设钢的弹性模量为E．=200 分布的一系列球体微凸峰与刚性平面接触。 模量为E2=0．33 由于接触问题试验研究的复杂性，已往的文献中把接 触问题与摩擦相联系的试验研究不多。单峰接触模型，即 =0．724 GPa；在球与平面接触的情况下，综合曲率半径等 单个球体微凸峰与一光滑的刚性平面相接触的简化模型， 与球面销球体和钢盘在销盘试验机上的接触形式具有很大 于球的半径R。根据弹性力学分析。111可知销试样球体与 的相似性，是把接触问题与摩擦过程相联系的有效试验研 钢盘试样弹性接触圆半径a为 究方法之一。利用球面销试样加工设备可以获得不同尺 。=圜”3∥ 寸、不同材料、不同表面性质的球面销’61，借此，本文试图在 以o。代表销盘摩擦试验lO分钟后得到的磨斑半径， 考察动态接触的基础上，通过试验的手段来研究单个球体