毕业论文移动版

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。 (责任编辑：qin)