直流磁场下摩擦副接触面的电磁感应对摩擦磨损性能的影响

摘要

由于机电一体化和机械设备的多样化、复杂化，电磁场对机械设备摩擦副中的零部件性能的影响也越来越大，研究摩擦副在磁场中的摩擦磨损特性就显得越来越重要。
　　本文用Maxwell Ansoft仿真软件建立了直流磁场下销盘接触的三维有限元模型，分析不同磁吸力情况下销盘摩擦接触区的磁场分布；根据销盘摩擦过程的实际接触情况建立销盘的微凸峰接触二维有限元模型，分析微凸峰接触区域的磁场分布和由于接触点动态变化所引起的电磁感应现象；通过在磁场摩擦磨损试验机上进行不同规范下的摩擦磨损试验，并根据试验结果和检测结果，分析摩擦接触面上的磁场分布和电磁感应现象对材料摩擦磨损过程和摩擦学性能的影响，得出以下结论：
　　磁场主要集中分布于销盘摩擦接触区，且在摩擦接触区分布不均，在微凸峰接触点附近区域的磁感应强度B较大，而在未接触区域的磁感应强度B较小。磁场能够吸引氧气分子到微凸峰的摩擦接触区域，增加局部的氧气压力，促进了磨痕表面和磨屑的氧化。当盘相对于销进行摩擦运动时，在销盘磨痕和磨屑的微凸峰接触区将产生较高频率的动态磁化现象、感应电流和感应电动势，促进了磨痕表面和磨屑的氧化，影响了摩擦磨损过程。施加直流磁场减小了45钢销盘摩擦副的磨损率，促进了严重磨损-轻微磨损的转变。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 干摩擦磨损研究现状

1.2 课题研究背景

1.3 磁场对金属干摩擦磨损影响的研究现状

1.4 本课题的研究内容及意义

第2章 试验设备和试验方法

2.1 试验设备

2.2 试验材料及参数

2.3 设备工作原理及试验数据测量

2.4 试验方法

2.5 小结

第3章 45钢销盘摩擦接触区的静态磁场分布

3.1 45钢销盘摩擦接触区的三维静态磁场分析

3.2 45钢销盘摩擦接触区的二维静态磁场分析

3.3 小结

第4章 摩擦接触区的电磁感应现象

4.1 销盘摩擦接触区的动态磁化

4.2 销盘摩擦接触区的感应电流分析

4.3 销盘摩擦接触区的感应电流的二维仿真计算

4.4 感应电流的热效应

4.5 小结

第5章 直流磁场下45钢销盘摩擦副的摩擦磨损试验

5.1 试验内容

5.2 试验结果

5.3 讨论分析

5.4 小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果