H62-UHMWPE重載自潤(rùn)滑材料的有限元設(shè)計(jì)及摩擦學(xué)性能研究.pdf

1、利用聚丙烯（PP）和超細(xì)白云母顆粒填充改性超高分子量聚乙烯（UHMWPE），研究其力學(xué)性能和摩擦磨損性能，然后選擇其中綜合性能最好的試樣配方作為H62-UHMWPE自潤(rùn)滑材料的固體潤(rùn)滑劑。以H62黃銅作為金屬背襯，利用有限元分析法對(duì)H62-UHMWPE鑲嵌型自潤(rùn)滑材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并制備H62-UHMWPE自潤(rùn)滑材料，研究了其承載能力以及摩擦磨損性能，以實(shí)現(xiàn)低速重載條件下具有優(yōu)異摩擦磨損性能的目標(biāo)。
　　首先研究了PP和經(jīng)過改性的

2、超細(xì)白云母填充UHMWPE的力學(xué)性能和摩擦磨損性能，其中PP的質(zhì)量分?jǐn)?shù)固定為20％，云母的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在2%-10%之間變化，考察云母的含量對(duì)復(fù)合材料性能的影響，試驗(yàn)結(jié)果表明，UHMWPE+20%PP+4%云母這組配方的復(fù)合材料具有較好的綜合力學(xué)性能，并且具有優(yōu)異的摩擦磨損性能。當(dāng)載荷為200N、摩擦速度為200r/min采用銷-盤式摩擦副進(jìn)行干摩擦，對(duì)偶件為GCr15淬火鋼，其摩擦系數(shù)僅為0.102，磨損率為5.2×10-6mm3/N?m

3、。因此決定采用這組配方制備H62-UHMWPE自潤(rùn)滑材料的固體潤(rùn)滑劑。
　　借助有限元分析法對(duì)H62-UHMWPE自潤(rùn)滑材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定最佳的結(jié)構(gòu)方案，通過模壓成型工藝制備H62-UHMWPE自潤(rùn)滑材料。通過壓縮試驗(yàn)研究了H62-UHMWPE自潤(rùn)滑材料的承載能力，結(jié)果表明該材料的許用應(yīng)力為83.33MPa，壓縮試驗(yàn)結(jié)果與有限元分析結(jié)果相符。
　　采用銷-盤式摩擦副在空氣中對(duì)H62-UHMWPE自潤(rùn)滑材料摩擦磨損試驗(yàn)，對(duì)

4、偶件為45＃調(diào)制鋼，研究載荷和摩擦速度對(duì)摩擦性能的影響。磨損形貌SEM照片結(jié)果顯示，H62-UHMWPE自潤(rùn)滑材料在速度低的情況下主要發(fā)生的是疲勞磨損，隨著速度的不斷加大，磨損方式逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閲?yán)重的粘著磨損。摩擦速度和載荷均對(duì)H62-UHMWPE自潤(rùn)滑材料的摩擦系數(shù)具有很大的影響，速度越低、載荷越大，摩擦系數(shù)也越低，并且越穩(wěn)定，當(dāng)載荷為40MPa、轉(zhuǎn)速為50r/min時(shí)，摩擦系數(shù)達(dá)到最低值，僅為0.087。相反摩擦系數(shù)則會(huì)變大。載荷和摩擦