2.氧化阶段——由于化学和机械的共同作用,磨粒发生氧化,会形成一层致 密的氧化物层,导致摩擦系数下降,接触电阻摆动不稳定;
3.稳定阶段——不管摩擦力的大小,都会一直保持在一个稳定状态,产生较 大的电阻,但有时较小时间内又比较低。
1.3.2 微动的三体理论
根据微动的三体理论[3],磨屑的生成是由两个同时伴随不间断发生的过程, 即:(1)磨屑的生成;(2)磨屑的演变,发展过程如图:
(1)磨屑的生成 (2)磨屑的演化
图 1-3 磨屑的形成和演化过程
在微动磨损的第一部分的磨损碎片是由磨损碎片的变化,磨屑的保留和研磨 作用的第三个机构的变化。而磨损碎片床或排除的第三个机构的保留取决于试样 的测试条件和形状。多数情况下,第三体磨屑的存在减小了两接触表面的黏着作 用,起到了保护金属表面的作用,降低了磨损率,但如果第三体溢出接触表面, 就会增加磨损。
所以三体理论就能解释很多微动磨损过程中的变化过程,比如在实验过程中 的摩擦系数随着实验时间而变化[8],如图所示:
图 1-4 微动腐蚀实验的摩擦系数随循环次数变化曲线图
图中,1 为跑合期,在机械作用下,接触表面的的保护膜被去除,金属基体 没有真正的接触,此时摩擦系数较低;2 段此时金属基体之间的保护膜逐渐去除, 两者之间的相互作用逐渐增加,黏着作用也发生,从而导致摩擦系数上升,并伴 随材料组织结构变化,如加工硬化;3 段剧烈的摩擦导致磨屑的生成,即第三体 的生成,二体接触转变成三体接触,因为磨屑的保护作用,在接触面起到了润滑 作用,使黏着作用降低,磨损率降低,摩擦系数下降;4 段磨屑的生成和溢出趋 于平衡,磨损率基本不变,微动磨损进入稳定阶段[9]。
1.3.3 微动图理论
微动是涉及机械学、力学、数学、物理化学等多学科的交叉学科,微动的 运行不仅与强度、弹性模量、塑性、弹性等材料参数的影响,而且与位移、载荷、 频率、刚度、接触模式、粗糙度、循环次数等试验参数也有重要的联系[8]。微动 运行机理非常复杂,微动损伤的所有机制至今也没有完全解释清楚,也没有形成 统一的解释方法,通过对微动试样的大量的数据观察分析,提出了自己对微动磨 损原理的的观点[10]。
美国科学家 Sky 最早提出了微动图的定义,但仅仅是对一些状况进行叙述, 对损伤原理的分析很不清晰。Zhou 和 Vincent 等在进行了大量的不同参数和材 料的微动实验后,分析了实验数据,然后建立了 2 种类型的微动图理论,一种是 分析摩擦力和位移之间联系的运行工况微动图,另一种是反映微动摩擦磨损与材 料关系的材料响应微动图[3],可以揭示微动工作机构的本质及其失效机理。
1.运行工况微动图
接触部件的接触表面之间可以用摩擦力-位移变化曲线表示出来,这个图是 微动最简单、最必要的信息。综合分析大量微动实验数据,在微动试验中 曲线 通常是 3 种形状,即直线状,平行四边形状和椭圆状,如图所示:
图 1-5 三个基本的 Ft-D 曲线表示图
直线状 Ft~D 曲线:是指发生在非常小的位移幅度或较大接触压力情况下发 生的微动运行模式,在这种情况下,接触区域的中间位置处于粘着状态,但 是接触区域的边界位置发生滑动,摩擦副间没有发生相互滑移,这完全与 Mindlin 理论匹配[11]。
平行四边形状 Ft-D 曲线:这种情况下摩擦部件的两接触区域就是一种完全 滑移工况。 Solidworks微动腐蚀试验机的传动与控制系统设计+CAD图纸(6):http://www.youerw.com/jixie/lunwen_84229.html