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表面形貌

发布时间:2020-07-23 20:18 作者:金宝搏

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  摩擦副表面的几何形态和性质。当相关的工作表面间存在薄的润滑油膜时,工作表面靠近会使两表面的峰谷阻遏或疏导润滑油的流动,这将影响摩擦力和油膜厚度的计算结果。两表面再靠近,则两面峰顶发生接触或碰撞,由此而产生的摩擦热不仅对油有热效应,而且会影响边界膜的形成和破裂。至于接触着的摩擦副表面的磨合和磨损过程,当然更与表面的原始形貌和磨痕形貌有关。表面形貌对于研究摩擦学问题十分重要,但直到20世纪60年代人们才逐渐认识,到70年代后期才将它与表面损伤联系起来研究。

  真实表面属于三维几何形态,可用直角坐标系(图1[三维表面形貌])描述为工作表面,为表面高度坐标轴。某一截面的表面轮廓平均高度线[截面的表面轮廓]),对高度均值有多种表达方法,如轮廓算术平均值[0027-05]和均方根值[0027-06],式中L是取样长度。它们是表征 方向尺寸的一维参数。表征轮廓起伏的间距和频率,则是方向尺寸的一维参数,如轮廓曲线在中线上相邻交点间的截距均值S m或中线]。表征截面轮廓的二维形貌,需要用和两个方向的参数组成。但为了表征轮廓的变化差异,还需要用更多的参数描述。如果表面形貌分布属于正态型的,若选配合理仅用 3个一维参数组即足以表达。P.R.纳雅克根据随机理论,推荐用[6]、[0027-01]和[0027-02]3个参数。其中[0027-01]是单位长度内轮廓曲线跨越中线]是单位长度内峰顶数目的均值(即峰顶密度)。

  对于摩擦学问题,不仅需要了解轮廓高度变化规律,还需要了解轮廓分布不对称于中线的程度、轮廓各点的斜率均值、平均峰顶曲率和平均峰高等。

  对于摩擦学问题,必须考虑组成摩擦副的两个表面的综合效应。对于真实(考虑粗糙度效应的)表面的接触和摩擦磨损问题,不仅要研究干摩擦工作情况,更应考虑界面间有润滑剂或各种表面膜存在的工况。

  ① 表征油膜厚薄常用无量纲参数膜厚比[a1]=/[6]。式中是油膜厚度;[0027-07]是综合粗糙度存在润滑膜的摩擦副,[a1]3属于完全弹性流体动压润滑状态,由油膜承担绝大部分载荷,不会粘着[a1]1属于边界润滑状态,容易粘着,即使发热不大也可能发生粘着1≤[a1]≤3,属于部分弹性流体动压润滑状态,表面起伏会影响润滑油的流动,可能发生粘着。

  ② 接触表面峰顶碰撞,如为塑性变形,可能会导致粘着。判别变形是否进入塑性,可用塑性指数[4]作为依据。峰顶物理模型若取成球面,根据弹塑性理论可导出

  [0028-02]其中E1和E 2是组成摩擦副两零件的材料弹性模量,1和2是它们的泊松比,H 表示峰顶材料的布氏硬底,[6]是平均峰高(平均峰顶位置高度的均方根植),是平均峰顶的曲率半径。


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