本書系統(tǒng)介紹橡塑密封材料在微幅運(yùn)動、粗糙配副表面、三體顆粒環(huán)境和寬溫域工況等苛刻服役環(huán)境下的摩擦學(xué)行為。首先, 簡要概述橡塑密封摩擦學(xué)的簡況、理論和典型失效行為; 然后, 從往復(fù)橡塑密封微幅運(yùn)行工況出發(fā)論述橡膠密封微動摩擦學(xué)特性; 其次, 在討論了乏油、富油潤滑工況下橡膠/粗糙配副表面兩體摩擦學(xué)行為和干態(tài)工況下橡塑密封材料磨粒磨損行為影響的基礎(chǔ)上, 介紹介質(zhì)環(huán)境下橡塑材料的三體磨粒磨損特性, 系統(tǒng)論述橡膠/金屬兩體磨損的表面粗糙度優(yōu)化問題、三體磨粒磨損的“顆粒尺寸效應(yīng)”等相關(guān)科學(xué)問題; 最后, 討論橡膠/金屬配副的摩擦生熱特性、聚合物老化和寬溫域服役行為。
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目錄
“博士后文庫”序言前言第1章橡塑密封摩擦學(xué)概述1
1.1橡塑密封與摩擦學(xué)1
1.2橡塑摩擦學(xué)理論1
1.3苛刻服役環(huán)境下的橡塑密封及其典型失效4
參考文獻(xiàn)8
第2章橡膠密封微動摩擦學(xué)特性12
2.1橡膠微動試驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)12
2.1.1橡膠的微動及其實(shí)驗(yàn)室模擬12
2.1.2試驗(yàn)材料與參數(shù)13
2.2氟橡膠微動摩擦學(xué)特性14
2.2.1摩擦力-位移曲線14
2.2.2運(yùn)行工況微動圖16
2.2.3摩擦系數(shù)時變特性17
2.2.4磨痕形貌18
2.3丁腈橡膠微動摩擦學(xué)特性22
2.3.1摩擦力-位移曲線22
2.3.2運(yùn)行工況微動圖23
2.3.3摩擦系數(shù)時變曲線23
2.3.4表面損傷形貌26
2.3.5摩擦熱-化學(xué)耦合作用31
2.4彈性體微動運(yùn)行的有限元模擬34
2.4.1有限元模型的建立34
2.4.2微動的運(yùn)行狀態(tài)36
2.4.3微動運(yùn)行過程中的應(yīng)力特點(diǎn)37
2.4.4運(yùn)行工況微動圖的建立39
參考文獻(xiàn)42
第3章潤滑工況下橡膠/粗糙配副表面兩體摩擦學(xué)行為44
3.1乏油潤滑工況下表面粗糙度對橡膠摩擦學(xué)性能的影響44
3.1.1摩擦系數(shù)時變性45
3.1.2減摩程度對比分析47
3.1.3減摩持久性分析48
3.1.4磨損機(jī)理48
3.2富油潤滑工況下表面粗糙度對橡膠摩擦學(xué)性能的影響51
3.2.1表面粗糙度參數(shù)獲取51
3.2.2摩擦系數(shù)演變分析52
3.2.3磨損表面分析55
3.2.4基于Stribeck曲線的潤滑狀態(tài)分析58
3.2.5潤滑狀況對表面損傷的影響60
3.3配副織構(gòu)紋理表面接枝聚合物刷的摩擦學(xué)行為63
3.3.1PSVBA聚合物刷的表面成分和形貌分析63
3.3.2表面潤濕行為分析66
3.3.3摩擦系數(shù)和耐磨性分析69
3.3.4磨損機(jī)理分析71
參考文獻(xiàn)74
第4章干態(tài)工況下橡塑密封材料磨粒磨損行為79
4.1干態(tài)工況下磨粒磨損試驗(yàn)簡介79
4.1.1試驗(yàn)裝置79
4.1.2試驗(yàn)材料與參數(shù)80
4.2干態(tài)工況下丁腈橡膠三體磨損行為81
4.2.1摩擦系數(shù)時變特性82
4.2.2磨損程度對比82
4.2.3法向載荷影響下的磨損對比84
4.2.4磨損機(jī)理分析85
4.3干態(tài)工況下丁腈橡膠兩體磨粒磨損特性88
4.3.1摩擦系數(shù)時變曲線88
4.3.2顆粒尺寸效應(yīng)下的磨損率90
4.3.3損傷失效機(jī)理分析92
4.4干態(tài)工況下PTFE三體磨粒磨損行為101
4.4.1摩擦系數(shù)時變性分析101
4.4.2形貌參數(shù)與顆粒尺寸關(guān)系103
4.4.3磨損率與顆粒尺寸關(guān)系104
4.4.4磨損機(jī)理分析105
4.4.5典型的損傷失效模型111
參考文獻(xiàn)112
第5章介質(zhì)環(huán)境橡塑材料的三體磨粒磨損行為115
5.1磨粒磨損試驗(yàn)簡介115
5.1.1試驗(yàn)裝置115
5.1.2試驗(yàn)材料與參數(shù)116
5.2水潤滑工況下顆粒尺寸效應(yīng)117
5.2.1摩擦系數(shù)時變特性117
5.2.2磨損過程中的顆粒尺寸效應(yīng)119
5.2.3磨粒尺寸影響的損傷機(jī)制120
5.2.4典型的損傷失效模型128
5.2.5磨損率分析129
5.3水潤滑工況下磨粒濃度的影響131
5.3.1摩擦系數(shù)時變特性131
5.3.2磨粒濃度影響下的形貌參數(shù)演變133
5.3.3磨損率分析134
5.3.4磨粒濃度影響下的損傷特征135
5.4油潤滑工況下顆粒尺寸效應(yīng)143
5.4.1磨粒尺寸的相關(guān)性分析143
5.4.2無磨粒油潤滑工況146
5.4.3顆粒在臨界尺寸以上的摩擦學(xué)行為147
5.4.4顆粒在臨界尺寸以下的摩擦學(xué)行為151
5.4.5顆粒在臨界尺寸以下的濃度影響154
5.4.6磨損失效機(jī)理探討155
5.4.7損傷失效模型159
5.5油潤滑工況下PTFE磨粒磨損與界面潤滑關(guān)系161
5.5.1顆粒在臨界尺寸以下時接觸壓力對界面潤滑的影響161
5.5.2顆粒在臨界尺寸以下時油介質(zhì)黏度對界面潤滑的影響168
參考文獻(xiàn)175
第6章服役溫度影響下的橡塑摩擦學(xué)行為178
6.1橡膠滑動摩擦生熱特性178
6.1.1計算模型簡介178
6.1.2試驗(yàn)驗(yàn)證180
6.1.3計算結(jié)果與分析181
6.2高溫富氧工況下橡膠力學(xué)特性和摩擦學(xué)行為186
6.2.1老化后橡膠形貌特征187
6.2.2高溫富氧工況下力學(xué)性能的變化187
6.2.3高溫富氧工況下摩擦學(xué)性能的變化191
6.2.4粗糙度及磨損率分析195
6.2.5摩擦能量耗散197
6.3面向低溫服役環(huán)境的橡塑摩擦學(xué)問題199
6.3.1低溫摩擦學(xué)的試驗(yàn)?zāi)M200
6.3.2服役溫度對聚合物材料摩擦學(xué)性能的影響201
6.3.3介質(zhì)環(huán)境對橡塑材料摩擦學(xué)性能的影響203
6.3.4試驗(yàn)參數(shù)對低溫環(huán)境下摩擦學(xué)性能的影響204
6.3.5面向低溫環(huán)境的聚合物改性205
6.4不同服役溫度下聚氨酯密封件摩擦學(xué)行為207
6.4.1試驗(yàn)簡介207
6.4.2不同溫度下摩擦系數(shù)與磨痕參數(shù)的演變分析208
6.4.3不同溫度下聚氨酯損傷特征分析211
6.5聚合物低溫摩擦學(xué)的研究展望215
參考文獻(xiàn)215
編后記221
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