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1、磨损论文：7075铝合金扭转复合微动磨损行为研究【中文摘要】根据接触副间相对运动方式的不同,球/平面接触条件下的微动可以分为切向、径向、扭动和转动4种基本模式,目前的研究主要集中在切向微动模式。扭转复合微动是扭动微动和转动微动的复合,常发生于回转体部件中,但相关研究较少。开展扭转复合微动的研究,不仅丰富了微动摩擦学的理论,而且对抗工业微动损伤有着重要的意义。本文基于新型低速高精度转动台和六维传感器成功研制的扭转复合微动试验装置,研究球/平面接触条件下的扭转复合微动运行行为和损伤机理。论文在不同角位移幅值、倾斜角和循环周次下,对7075铝合金与GCrl5钢球配副进行了系
2、统的试验。并在动力学分析的基础上,结合光学显微镜(OM)、扫面电子显微镜(SEM)、电子能谱(EDX)和表面轮廓仪等进行微观分析。从动力学曲线、摩擦系数、耗散能、运行工况图等方面详细讨论了7075铝合金和LZ50钢扭动复合微动运行行为的差异；并以7075铝合金为研究对象,综合比较了扭动微动、转动微动和扭转复合微动这几种不同基本运行模式的异同。获得的主要结论如下：1.摩擦力-角位移幅值(Ft-θ)曲线可以用来表征扭转复合微动的动力学特性。通过大量的试验研究,得到了三种基本的Ft-θ线类型：直线型、椭圆型和平行四边形型。2.建立了7075铝合金扭转复合微动的运行工况微动图
3、(RCFM),发现随倾斜角的增大,7075铝合金的混合区和滑移区向小角位移幅值方向移动。3.7075铝合金扭转复合微动的摩擦系数和摩擦耗散能强烈依赖于倾斜角、角位移幅值和循环次数。4.7075铝合金和LZ50钢扭转复合微动磨损的运行行为存在明显差异,即扭转复合微动强烈依赖于材料性质。5.角位移幅值一定时,7075铝合金扭转复合微动的磨损量随倾斜角的增大而增大,扭动微动时磨损量最小,转动微动的磨损量最大。6.研究表明倾斜角、角位移幅值和循环周次强烈地影响7075铝合金扭转复合微动的磨损行为,主要的损伤特征如下：a)部分滑移区：磨痕呈环状,接触区中心粘着且无损伤,损伤仅发
4、生在接触区边缘的圆环上,磨痕呈非对称性；磨损机制主要为轻微的氧化磨损和磨粒磨损；此时微动白层已形成,但未见裂纹向基体内扩展。b)混合区：磨痕黏着区缩小,损伤区的磨损加重,磨痕非对称性增加；随循环次数的增加,相对运动状态由部分滑移转变为完全滑移；磨损发生在微滑区内,磨损机制主要为氧化磨损、磨粒磨损和剥层；剖面分析发现有明显的倾斜裂纹向基体内部扩展。c)滑移区：整个接触区均发生磨损,损伤严重；有大量的磨屑生成,倾斜角对磨屑的分布有重要的影响；主要磨损机制为氧化磨损、磨粒磨损和剥层；剖面未发现向材料内部扩展的倾斜裂纹,在磨损与疲劳的竞争过程中,滑移区的磨损占据了优势。【英文
5、摘要】Accordingtothedirectionofrelativemotions,frettingcanbedefinedasfourbasicmodesunderacontactconfigurationofball-on-flat:i.e.tangential,radial,rotationalandtorsionalfretting.Atpresent,theresearchesfocusonthetangentialfrettingmode.Dualrotaryfrettingiscombinedwithtorsionalandrotationalfre
6、tting.Itusuallyoccurredinmanyrotarycomponents,butlittleresearchfocusesonituptonow.Studyondualrotaryfrettingnotonlyenrichesthefundamentaltheoryoffretting,butalsohasimportantguidancetopalliatefrettingdamagesinindustry.Basedonarotarydevicewithlowspeedandhighprecisionandasixdimensionalsenso
7、r,adualrotaryfrettingtesterhasbeendevelopedtosimulatethecaseofdualrotaryfrettinginthisstudyunderacontactofball-on-flat.Thedualrotaryfrettingtestsfor7075aluminumalloyagainstGCr15steelballhavebeencarriedoutunderdifferenttiltangles,angulardisplacementamplitudesandnumberofcycles.Dy
