相对滑动的橡胶表面与钢表面间模型粒子的行为

精品文档---下载后可任意编辑相对滑动的橡胶外表与钢外表间模型粒子的行为V.A Coveney¿University of the west of England (2000)摘要发生在相对滑动的橡胶外表与钢外表之间的磨损可能是两者直接作用引起的，也可能是由于外来粒子的介入引起的。前人已经做了许多关于橡胶磨损的工作，现在我们引入后续补充方法：建立模型粒子〔低碳钢圆柱形粒子，六边形柱状钢及石英粒子〕短期以及长期的运动模型〔有限元方法〕并用实验的方法进行讨论。有限元分析显示〔已被实验验证〕：一个圆柱形模型粒子将会在相对滑动的橡胶和钢外表之间滚动。低载条件下粒子的切向速度符合橡胶块的速度；重载条件下切向速度会超过橡胶块的速度。对于六边形的钢和石英模型粒子，初始时粒子将会在被氧化的钢外表滑动--水平力和竖直力的比例较低〔¿ -0.14 .〕。但随着滑动的继续将会产生光洁金属外表，由此橡胶和钢配合面间将会产生高磨擦系数〔¿ 0.20-0.25〕的粒子滚动。对磨损的不规那么石灰石粒子进行实验可以得到相似的粒子行为。然而，对于边缘锐利的不规那么石英粒子，更可能会立即发生振动。有限元方法成功的模拟了六边形粒子的滚动并预测了发生滚动所需的近似摩擦系数〔钢/粒子〕—实测的摩擦系数略低于预测值。这些发现说明：当橡胶和低碳钢相对滑动时〔接触界面存在离子和氧化〕，接触界面上的粒子运动方式会多种多样；由此，橡胶压力也会不同，这主要取决于粒子与钢接触界面间磨损的类型。关键字：橡胶，钢，磨损精品文档---下载后可任意编辑1．前言对相对滑动的橡胶与硬质材料的磨损讨论，主要集中在两主体材料间的磨损。另外，也进行了叶片研磨机的持续单向滑动实验。通过这个相对简单的实验发现了橡胶的 striking ridged〔波状〕磨损形式[1-4]。尽管这种磨损形式对于磨损的产生还缺少确定性[1-3，5]，磨损理论还是得到了进一步开展。相对滑动的橡胶与钢界面间产生的磨损，可能是两者之间直接相互作用的结果，也可能是由于粒子的介入引起的。粒子可能来自于钢渣、橡胶表层或外部。对于这种可能存在的复杂情况的讨论相对较少[6]。两个相对较硬外表间的三体磨损在实验和理论的层面上已被广泛讨论[7-9]，从中发现粒子的运动模式对磨损现象产生类型的影响很大。本文的目的是说明在有粒子介入的情况下哪种运动模式比拟容易发生。本文做了关于三维不规那么粒子的实验；对于柱状模型粒子那么分别进行实验及有限元分析。2．材料，实验设备及方法2.1 实验实...