不同温度对碳纤维复合材料及钛合金微动磨损性能的影响

《不同温度对碳纤维复合材料及钛合金微动磨损性能的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中图分类号：TB332论文编号：102871518－SZ016学科分类号：085233硕士学位论文不同温度对碳纤维复合材料及钛合金微动磨损性能的影响研究生姓名薛超凡专业类别工程硕士专业领域航天工程指导教师于敏南京航空航天大学研究生院航天学院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAstronauticsInfluenceofDifferentTemperaturesonFrettingWearC

2、haracteristicsofCarbonFiberCompositesandTitaniumAlloyAThesisinAerospaceEngineeringbyXueChaofanAdvisedbyYuMinSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承诺书本人声明所呈交的博/硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方

3、外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学全日制专业硕士学位论文摘要碳纤维复合材料(CFRP)及钛合金是航空航天领域中广泛应用的材料，其中CFRP作为飞行器的结构材料常暴露在低温环境中，钛合金作为航空发动机的结构材料常面临高温工况。

4、微动磨损是航空航天领域中常见的磨损现象，发生在近似紧密配合的表面间，会改变零件的原有尺寸，造成应力集中、改变配合精度，降低连接部位的可靠性，对飞行器的安全飞行造成隐患。基于此，本文基于FTM200摩擦磨损试验机，对CFRP及钛合金进行高低温下的微动磨损试验，通过正交试验方法研究温度等条件参数对材料微动磨损特性的影响。在FTM200摩擦磨损试验机上自行设计、加工、组装低温试验装置，采用半导体制冷实现了-45℃的低温试验条件。在不同的温度条件下对CFRP及TC21、TC4-DT两种钛合金进行微动磨损研究，评价了C

5、FRP在低温下、钛合金在高温下的微动磨损特性，分析了磨损机理。研究结果如下：1.低温（-45℃）下CFRP的微动磨损试验结果表明：低温下CFRP的基体发脆，且基体与碳纤维的结合力增大，裂纹较易传递，摩擦系数与磨损量增大，CFRP在室温下的磨损机制以磨粒磨损为主，低温下以疲劳磨损为主。随着载荷增加，材料接触面积增加的速度大于载荷的增加速度，摩擦系数降低，同时载荷的增加使接触区域应力集中加剧，导致裂纹增多，磨损量增大。2.高温（150℃）下钛合金的微动磨损试验结果表明：高温下TC21的磨屑受热软化，形成磨屑层，摩

6、擦系数减小，材料表面的氧化反应加剧，较易形成氧化膜，抑制了粘着磨损以及磨粒磨损，磨损量减小。TC4-DT受热软化后材料表面塑性形变及粘着现象增多，摩擦系数增大，材料表面的粘着磨损以及疲劳磨损加剧，磨损量增大。关键词：碳纤维，环氧树脂，钛合金，微动磨损，高温，低温I不同温度对碳纤维复合材料及钛合金微动磨损性能的影响AbstractCarbonfibercomposites(CFRP)andtitaniumalloyswerewidelyusedinaerospacefields.CFRPasstructural

7、materialsofaircraftwasoftenexposedtolowtemperatureenvironment.Titaniumalloyswereoftenfacedwithhightemperatureconditionsasthestructuralmaterialsofaero-engines.Frettingwearwasacommonwearphenomenoninaerospacefieldwhichoccuredthenearlyclosematchingsurfaces.Itch

8、angedtheoriginalsizeofparts,decreasedthereliabilityofconnectingparts,causedstressconcentrationandchangedcoordinationprecisionetc.Basedonthis,thispaperusedFTM200frictionandweartesterandselectedCFRPandti