【摘 要】
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自润滑关节轴承的内外圈之间粘结着一层自润滑材料,目前最主要的自润滑材料之一是自润滑织物衬垫。织物衬垫对自润滑关节轴承的寿命、可靠性具有重要影响,是其关键功能件之一
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自润滑关节轴承的内外圈之间粘结着一层自润滑材料,目前最主要的自润滑材料之一是自润滑织物衬垫。织物衬垫对自润滑关节轴承的寿命、可靠性具有重要影响,是其关键功能件之一。织物衬垫磨损和轴承断裂是自润滑关节轴承的主要失效形式。运用物理试验的方法研究织物衬垫的摩擦学性能,费时费力成本高昂,而数值仿真方法能够很好的弥补这些缺点,使得性能研究更加有效便捷环保。本文以破斜纹织物衬垫为研究对象,旨在利用数值仿真方法探究织物衬垫的磨损性能。应用ANSYS有限元软件进行前处理部分,建立了基于体素的织物衬垫有限元模型,使得衬垫模型有了明显的改善。使用CETR UMT-3摩擦磨损试验机分别进行了聚四氟乙烯(PTFE)纤维和芳纶(Kevlar)纤维的单丝磨损试验,运用1st Opt和Origin软件处理数据,分别拟合出了PTFE和Kevlar的Archard磨损本构方程,并运用回归法进行了计算,验证了拟合结果的正确性。应用ABAQUS有限元软件,编写ABAQUS FRIC用户子程序,并将PTFE、Kevlar纤维的磨损模型代入其中,得到了完整的衬垫磨损模型。在此基础上,模拟了织物衬垫对钢的滑动磨损过程,得到了磨损深度与磨损时间的仿真曲线,深入探究了织物衬垫的磨损性能。采用实验室自制高速摆动自润滑织物衬垫性能试验机,在高速轻载工况下对PTFE/Kevlar织物衬垫进行了全寿命磨损试验,得到了磨损深度与磨损时间的试验曲线。将数值仿真结果与磨损试验结果对比,误差在允许范围内,验证了破斜纹织物衬垫磨损模型的正确性,为以后研究其他结构的织物衬垫磨损性能奠定了基础。
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