相對(duì)滑動(dòng)的橡膠表面與鋼表面間模型粒子的行為-emkl-(已修改)
2025-07-12 23:23 本頁(yè)面
【正文】 相對(duì)滑動(dòng)的橡膠表面與鋼表面間模型粒子的行為 Coveney, University of the west of England (2000)摘要 發(fā)生在相對(duì)滑動(dòng)的橡膠表面與鋼表面之間的磨損可能是兩者直接作用引起的，也可能是由于外來(lái)粒子的介入引起的。前人已經(jīng)做了許多關(guān)于橡膠磨損的工作，現(xiàn)在我們引入后續(xù)補(bǔ)充方法：建立模型粒子（低碳鋼圓柱形粒子，六邊形柱狀鋼及石英粒子）短期以及長(zhǎng)期的運(yùn)動(dòng)模型（有限元方法）并用實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行研究。 有限元分析顯示（已被實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證）：一個(gè)圓柱形模型粒子將會(huì)在相對(duì)滑動(dòng)的橡膠和鋼表面之間滾動(dòng)。低載條件下粒子的切向速度符合橡膠塊的速度；重載條件下切向速度會(huì)超過(guò)橡膠塊的速度。 對(duì)于六邊形的鋼和石英模型粒子，初始時(shí)粒子將會(huì)在被氧化的鋼表面滑動(dòng)水平力和豎直力的比例較低（ .）。但隨著滑動(dòng)的繼續(xù)將會(huì)產(chǎn)生光潔金屬表面，由此橡膠和鋼配合面間將會(huì)產(chǎn)生高磨擦系數(shù)（）的粒子滾動(dòng)。對(duì)磨損的不規(guī)則石灰石粒子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)可以得到相似的粒子行為。然而，對(duì)于邊緣鋒利的不規(guī)則石英粒子，更可能會(huì)立即發(fā)生振動(dòng)。有限元方法成功的模擬了六邊形粒子的滾動(dòng)并預(yù)測(cè)了發(fā)生滾動(dòng)所需的近似摩擦系數(shù)（鋼/粒子）—實(shí)測(cè)的摩擦系數(shù)略低于預(yù)測(cè)值。 這些發(fā)現(xiàn)表明：當(dāng)橡膠和低碳鋼相對(duì)滑動(dòng)時(shí)（接觸界面存在離子和氧化），接觸界面上的粒子運(yùn)動(dòng)方式會(huì)多種多樣；由此，橡膠壓力也會(huì)不同，這主要取決于粒子與鋼接觸界面間磨損的類型。關(guān)鍵字：橡膠，鋼，磨損 1．前言 對(duì)相對(duì)滑動(dòng)的橡膠與硬質(zhì)材料的磨損研究，主要集中在兩主體材料間的磨損。另外，也進(jìn)行了葉片研磨機(jī)的持續(xù)單向滑動(dòng)實(shí)驗(yàn)。通過(guò)這個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了橡膠的striking ridged（波狀）磨損形式[14]。盡管這種磨損形式對(duì)于磨損的產(chǎn)生還缺少確定性[13，5]，磨損理論還是得到了進(jìn)一步發(fā)展。相對(duì)滑動(dòng)的橡膠與鋼界面間產(chǎn)生的磨損，可能是兩者之間直接相互作用的結(jié)果，也可能是由于粒子的介入引起的。粒子可能來(lái)自于鋼渣、橡膠表層或外部。對(duì)于這種可能存在的復(fù)雜情況的研究相對(duì)較少[6]。兩個(gè)相對(duì)較硬表面間的三體磨損在實(shí)驗(yàn)和理論的層面上已被廣泛研究[79]，從中發(fā)現(xiàn)粒子的運(yùn)動(dòng)模式對(duì)磨損現(xiàn)象產(chǎn)生類型的影響很大。本文的目的是闡明在有粒子介入的情況下哪種運(yùn)動(dòng)模式比較容易發(fā)生。本文做了關(guān)于三維不規(guī)則粒子的實(shí)驗(yàn)；對(duì)于柱狀模型粒子則分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)及有限元分析。2．材料，實(shí)驗(yàn)設(shè)備及方法 實(shí)驗(yàn)
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