滑动摩擦条件下电弧对cuqcr0.5载流摩擦磨损性能的影响

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1、分类号UDC密级编号硕士学位论文滑动摩擦条件下电弧对Cu/QCr0.5载流摩擦磨损性能的影响TheArcEffectsontheCurrent-carryingFrictionandWearPropertiesofCu/QCr0.5CouplesbytheSlidingFriction学位申请人：王一帆指导教师：上官宝教授、张永振教授一级学科：材料科学与工程二级学科：材料学学位类别：工学硕士2015年06月独创性声明本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下完成的研究工作及取得的研究成果。据我所知，文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研

2、究成果，也不包含为获得河南科技大学或其它教育机构的其他学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：II摘要摘要本文以紫铜/铬青铜为摩擦副，模拟电力机车弓网系统的服役条件，在HST-100高速载流摩擦磨损试验机上进行载流摩擦磨损试验。探讨电弧燃弧率、电弧能量以及载流质量之间的关系，分析速度、电流和载荷对电弧燃弧率、电弧能量以及摩擦磨损性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)观察摩擦表面形貌及表面成分变化，探讨不同参数下的载流摩擦磨损机制。研究结果表明，电弧根据其燃烧位置分

3、为小电弧和大电弧。试验中通过高速摄像机和光敏三级管采集的电弧形貌可知，电弧具有随机性和运动性。电弧具有导电性，电弧可能导致电流波形发生畸变。不同电流条件下，燃弧率与载流质量具有密切相关性，燃弧率和电弧能量增大，载流效率降低，载流稳定性变好，但材料的磨损率增大。在一定载荷条件下，电流和速度增大，电弧的燃弧率和电弧能量均增大。由于电流主要是影响摩擦副表面的温度，因此电流增大，其摩擦因数降低，磨损率增大，其磨损也由小电流时的大粘着磨损转变成大电流时的小粘着磨损；而速度增大，摩擦表面因摩擦副间的冲击和振动而变粗糙，因此摩擦因数和磨损率增大，电弧侵蚀也增大。电流和速度一定的条

4、件下，载荷增加，摩擦副间的实际接触面积增大，电弧的燃弧率降低，电弧能量降低，摩擦表面的粘着磨损增大，摩擦因数和磨损率均增大。通过对紫铜载流摩擦磨损后的表面微观分析知，紫铜的磨损机制主要有粘着磨损、塑性变形、电弧侵蚀、熔融堆积以及氧化磨损。关键词：燃弧率；电弧能量；载流效率；载流稳定性；磨损系数；磨损率论文类型：应用基础研究选题来源：国家自然科学基金IABSTRACTABSTRACTThetestswerestudiedontheHST-100tribo-testerwithCu/QCr0.5coupleunderelectriccurrent,whichsimula

5、tedtheworkingconditionsofcurrentcollectorsslidingagainstoverheadcontactwires.Exploretherelationshipbetweenarcrate,arcenergyandthecurrent-carryingquality.Analysistheinfluenceofspeed,currentandloadonthearcrate,arcenergyandfrictionandwearproperties.Usingscanningelectronmicroscope(SEM)ande

6、nergydispersionspectrumanalyzer(EDS)observationoffrictionsurfacemorphologyandsurfacecompositionchanges,frictionandwearmechanismofthecarrierunderdifferentparameters.Theresultsshowthat,Accordingtoarccombustionposition,arcwasdividedintosmallarcandlargearc.Thearcshapewasrecordedbyhigh-spee

7、dcamerasandphotosensitivetripletube,archasrandomnessandmotility.Archaselectricalconductivityandarcmayleadtocurrentwaveformdistortion.Undertheconditionofdifferentcurrent,arcratehasclosecorrelationtothecurrent-carryingquality,arcrateandarcenergyincreases,current-carryingefficiencyislow