资源目录
压缩包内文档预览：
编号：490841
类型：共享资源
大小：1.15MB
格式：ZIP
上传时间：2015-11-07
上传人：QQ28****1120
认证信息
个人认证
孙**（实名认证）
辽宁
IP属地：辽宁
30
积分
- 关 键 词：
-
机械毕业设计全套
- 资源描述：
-
JX02-175@液压升降舞台的设计,机械毕业设计全套
- 内容简介：
-
一、 传统涂料和现代涂料之间摩擦性质的对比 毕章 刘小兵 邓朝晖 和建盟都是美国 CTO6292 机械工业部门和各大学的领导。 电邮： zhang 简介： 这篇文章对比了传统材料在固定的摩擦力和空间摩擦力作用下的表面摩擦性质。材料成型机械是和微结构理论（材料的粒度）相联系的。材料粒度的减少对变形材料的摩擦性质的影响正在研究之中。 1.说明 陶 瓷 制 品 的 摩 擦 过 程 影 响 已 经 在 深 入 的 研 究 之 中 。 例 如 :Kirchner 和Brinksmeier,1998Blake,1998)摩擦对材料微型结构的影响同等重要。材料的微型结构就是粒度，它将影响机械性能。例如：硬度和韧性。所以也将影响到陶瓷的摩擦性质，在这方面几乎还未取得研究上的突破。 Both 和 Tonshoff 在 1993 年研究了不同粒度的铝在滑动摩擦和静摩擦方面的摩擦性质。对 n-Al2O3/13TiO2 和 n-WC/12Co 两种涂料来说，其硬度和韧性比同等或粒度大的其他材料来说要髙的多。在塑性变形条件下，材料的硬度是不变的。由于固有位置的移动，塑性变形将会被削弱 。粒度越大，越会对材料的移动和塑性变形的束缚。 和传统材料不同的是，材料硬度的降低并不会导致材料韧度的降低。（由于更大的纤维化，更大的流动压力和更高的挠曲力）（ Jia,1998)对传统材料和现代材料来说，硬度和韧度的差别是涂料的摩擦性质得的影响。大量的砂眼，裂纹和微裂纹是由于膨胀过程对材料中各成分的比率产生了很大的影响。对传统材料和现代材料来说，硬度和韧度的不同并不仅仅是由于体积的不同。表 1 说明了传统材料和现代材料（ Wc/12Co 和 Al2O3/13TiO2）两种涂料的成分比率。 一般来说，摩擦性质可根据材料 的滑移率，材料所承受的摩擦力，样本表面的结合率作 出预测。在这篇报告中，传统的摩擦力，空间摩擦能是作为传统材料和现代材料对照。除此之外，微电子扫描技术被用来预料粒度对材料滑移机械的影响。 表 1：传统材料和现代材料（ Wc/12Co 和 Al2O3/13TiO2）的百分比 C-Wc/12Co n-Wc/12Co C-Al2O3/13TiO2 n-Al2O3/13TiO2 边界力： 82.7 89.6 15.5 20.7 （ MPa） 粒度： 1.3 0.04 2.5 0.05 （ um） 物体 密度： 14.2 14.5 3.5 4.0 3.7 4.1 （ g/cm3） nts维氏硬度： 12.00 12.50 10.44 10.57 （ GPa） 韧度： 1/2 16.0 16.5 3.3 3.5 (MPa/m) 2 结构试验 2.1 预加工特征图表 传统材料和现代材料都是由低碳钢制成，其晶格大小为 25 75 4mm3，晶格在热膨胀之前将会爆炸。传统材料和现代材料（ Wc/12Co）是用高压氧流的方法生产的。传统材料和现代材料（ Al2O3/13TiO2）是用等离子下热膨胀 的方法预制的。所有的涂层都有大约 0.5mm厚的硬壳。材料样本被削减为 25 4 4mm3。 表 1 说明了用微电子扫描技术对 c/n-Wc/12Co 涂料的观察结果。表 1（ b）揭示了小粒度的 Wc 在材料钴的 边界结合在一边。用微电子扫描技术在传统材料和现代材料（ Wc/12Co）中可观察到大量的裂纹。 表 2 说明了在热膨胀作用下，传统材料和现代材料（ Al2O3/13TiO2）的典型表面 特征：孔隙，裂纹，微裂纹和与材料微裂纹垂直相交的部分结构。 在现有的摩擦测试以前，为了降低材料的毁坏，外表是带有 15um 的金钢粒的砂轮。尽管这种准备过程在热膨胀的影响下非常有效，但要浪费时间和精力。 2.2摩擦试验 摩擦试验是用计算机对精密摩擦机械（ Dover Model 956-S）进行了大量的控制而完成的。这台机器在它的测量轴及 X Y Z 坐标方向上都有空间静止齿轮。测量轴在轴向由 0.05um的窜动，三坐标轴向上有 0.1um-25mm的直线度误差。机器上安装的激光干涉仪能够对 Xx Y Z轴向上 0.07um的回路误差进行反馈。机器上这种回路的刚度为 50N/um。 在此项研究中，用金刚摩擦轮（ 5D 600N 100V）在不同的环境下（和样本比较而言）摩擦涂料。轮速设置为 33m/s或 3500r/min。为了预测在残余应力作用下材料滑移率的影响，切深设置为 2， 5， 15， 30 um补偿率为 1， 4， 8mm/s(在摩擦试验中 )用冷却液作为水系统。 2.3后摩擦预测 轮廓曲线用于测量材料在摩擦方向上的成型表面微电子探测仪（ JOEL Model Jsm840）用于观察材料表面。微电子探测仪的观察部件能够在材缺陷中区分出摩擦损坏。 大量的材料缺陷，例如：砂眼，熔融粒子，裂纹和微观裂纹，在飞溅中都能被检测出来。 因为其中的一些缺陷 很容易被误认为摩擦毁坏，所以微电子探测仪能够在飞溅材料的检测中探测出这些缺陷。热膨胀过程中的毛孔一般呈现光滑的边缘。表 1和表 2 中，飞溅材料的裂纹和微裂纹彼此相连。依据摩擦材料，摩擦破坏将能被检测出来。 nts3研究成果与发现 3.1普通摩擦力的对比 普通摩擦力在表征摩擦过程中非常重要。表 3对 c/n-Al2O3/13TiO2和 c/n-Wc/12Co在相同摩擦环境下作用的普通摩擦力进行了对比。对 n-Al2O3/13TiO2 来说，普通摩擦力要高于传统的配对物。 人们也 观察到：对 n-Al2O3/13TiO2来说，抱刹力要 大的多。它表明了： n-Al2O3/13TiO2和传统的配对物相比增加了机械性能（硬度和韧度），所以 n-Al2O3/13TiO2得到广泛的应用。据观测，摩擦中 c/n-Al2O3/13TiO2 具有类似的趋势：在大的切深下，摩擦力对传统材料和现代材料的不同影响变得非常小。这也表明在非常低的材料滑移率下，材料粒度对摩擦力的影响非常大。当切深或材料滑移率增大时，对摩擦过程干扰仪来说，切深的影响成为次要因素。 由于在摩擦时大的负前角的从存在，切向摩擦力比普通摩擦力小的多。摩擦力如下：（ a）c-Wc/12Co (b) n-Wc/12Co (a) c-AL2O3/13TiO2 (b) n-Al2O3/13TiO2 表 2：微电子探测仪观测到了飞溅的 c/n-AL2O3/13TiO2。 表 1：微电子探测仪观测到了飞溅的 c/n-Wc/12Co。 222222000000 mm 1200mm 表 3表明了对切向摩擦力 Ft 来说，普通摩擦力的相对数量级为 Fn，并被定义为： t n F F L=(1) 表 4 说明了摩擦力率和切深。摩擦力率对 c/n-AL2O3/13TiO2 来说要高于c/n-Wc/12Co 。 c/n-AL2O3/13TiO2比 c/n-Wc/12Co要硬的多。在同样的摩擦条件下，脆性特征要比 c/n-AL2O3/13TiO2 明显的多。 c/n-Wc/12Co在摩擦时，大量的可逆流导致切向摩擦力相对高的多，所以导致摩擦力率降低。据观测：当摩擦力率对 n-AL2O3/13TiO2 和 n-AL2O3/13TiO2 的不同不重要时，n-AL2O3/13TiO2的摩擦力率和 c-AL2O3/13TiO2的摩擦力率有明显的不同。 随着材料的滑移率或切深降低时，这四种材料的摩擦力率也相应的降低。另一方面，这四种材料的摩擦力率相对很窄，这说明了材料滑移机相对于给定的切深范围并不能变动太大。空间摩擦能 U被定义为去除单位材料所需的能量。空间摩擦能是由切向摩擦能推倒出的。 ntsF tc wdv Fv u=(2) Vc指摩擦速度， W指工件宽度， d指切深 vf指反馈率 表 5表明了粒度对空间摩擦能的影响以及空间摩擦能随着切深的变化。（ a）传统材料和现代材料 AL2O3/13TiO2（ b） 传统材料和现代材料 Wc/12Co表 3对作用了传统材料和普 通材料上的普通摩擦力做了对比。 0 10 20 30 0 2 4 6 8 Depth of cut, m Normal grinding force, N/mm2 Nano. Conv. Wheel speed: 33 m/s Feedrate: 4 mm/s Wheel: 600V 0 10 20 30 0 2 4 6 8 Depth of cut, m Normal grinding force, N/mm2 Nano. Conv. Wheel speed: 33 m/s Feedrate: 4 mm/s ntsWheel: 600V Fig. 4 Comparison of grinding force ratio. 00 10 20 30 3 6 9 12 Depth of cut, m Grinding force ratio, l n-WC/12Co c-WC/12Co n-Al2O3/13TiO2 c-Al2O3/13TiO2 Wheel speed: 33 m/s Feedrate: 4 mm/s Wheel: 600V Fig. 5 Comparison of specific grinding energy. 0 10 20 30 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 Depth of cut, m Specific grinding energy, 103 J/mm3 n-WC/12Co c-WC/12Co n-Al2O3/13TiO2 c-Al2O3/13TiO2 ntsWheel speed: 33 m/s Feedrate: 4 mm/s Wheel: 600V 4. 四种材料的摩擦能随着切深渐进的达到极限。在小的切深处，空间摩擦能非常高，这暗示了一部分摩擦能是和 构件外形有关（ Malkin,1989） 一般来说，一部分摩擦能是由构件成型时储存的能量 upl,切削能 usl ch pl sl 组成。即 U=U+U+U (3)除了 uch，空间摩擦能的其他部分来自在小的切深下工件和磨粒的滑动和切削。 在比较大的切深下，滑动变得并不重要，构件成型也很普遍。然而，切削仍然存在，并影响到摩擦和材料表面。仅仅 uch完全用于材料滑移和形成新的表面。理论上，表 5中渐进极限是 uch对 c/n-AL2O3/13TiO2 进行相对平坦的切割。由于材料的易脆性，切削能并不多。对现代材料来说，小的粒度似乎 增大了材料的空间摩擦能。由于现代材料硬度的提高，所需的切削能增多。韧度越大，也意味着通过摩擦形成新的摩擦表面需要更多的能量。 3.3 表面粗糙度的对比 表面粗糙度是对材料的表面特征的度量。表 6 说明了粒度对材料的表面粗糙度的影响非常重要。和摩擦力和空间摩擦能相反，粒度越小将导致现代材料表面粗糙度的降低。这在材料滑移机械中做了很好的解释。由微电子探测仪拍摄的图片可观察到（表 7和表 8）当可塑流在 n-AL2O3/13TiO2摩擦中其主要作用时，脆性材料在 n-AL2O3/13TiO2摩擦中起支配作用。 尽管可塑流是 c/n-Wc/12Co在摩擦中的主要的材料滑移成分，据观测晶格或许也很大程度上成因于 c-Wc/12Co 的表面粗糙度。和摩擦力类似，在很大的切深下，传统材料和现代材料的表面粗糙度之间非常接近。这也说明了，现代材料粒度的减少并不能提高材料的滑移率。 3.4微电子探测仪的表面观测和对比 表 7表明了在相同的摩擦条件下，微电子探测仪对 c/n-Wc/12Co的观测结果。 c-Wc/12Co的表面分片很多，并且大量的 Wc 微粒能够被观测到。和 n-Wc/12Co 表面相比， n-Wc/12Co表面被一层塑性材料完全覆盖住了。 Wc 微粒 边界几乎观测不到。表 8 表明了用微电子探测仪对 c/n-AL2O3/13TiO2 观测结果的对比。通过声音和平坦的表面，来自热膨胀的缺陷将被观测到。 表 6 表面粗糙度的对比 n-WC/12Co c-WC/12Co ntsn-Al2O3/13TiO2 c-Al2O3/13TiO2 Wheel speed: 33 m/s Feedrate: 4 mm/s Wheel: 600V 0 10 20 30 0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 Depth of cut, m Surface roughness Ra, 102 nm (a) n-WC/12Co (b) c-WC/12Co Fig. 7 SEM observations of ground c/n-WC/12Co coatings. (a) n-Al2O3/13TiO2 (b) c-Al2O3/13TiO2 Fig. 8 SEM observations of ground c/n- Al2O3/13TiO2 coatings. 2121210 mm 2121210 mm 2121210 mm 2121210 mm 5. AL2O3/13TiO2 表明了可塑性流是主要的滑移材料。脆性结构导致 c-AL2O3/13TiO2的表面粗糙。断片和晶体组织占据了 c-AL2O3/13TiO2 的大部分。表面观察结果表明了表面具有不同的粗糙度。 4.总结 从摩擦力的对比中可看出：空间摩擦能成形表面，现代材料和传统材料的表面形态。可总结为：粒度在材料的摩擦滑移中起到了重要的作用。 当表面粗糙度随着粒度一起增加时，摩擦力，切削力和空间摩擦能是和粒度密切相关的。摩擦时，可塑性流和脆性结构会发生同样的变化。摩擦时，粒度影响着可塑性流的数量，它支nts配着材料的最终表面。粒度 减少，边界增大可增强现代材料的硬度和韧度。所以它将影响到这些材料的摩擦。然而，在比较高的材料滑移率的条件下，粒度的影响并不重
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号