基于第三体的制动材料摩擦磨损行为研究进展

惠阳; 刘贵民; 杜建华; 张宝生

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基于第三体的制动材料摩擦磨损行为研究进展

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制动系统是交通运输和工业设备的重要组成部分,在高速、高载、高温的摩擦工况下,接触表面会因剧烈磨损而产生磨屑,并在复杂的摩擦化学反应下形成厚度为几微米至几十微米的摩擦膜,其被称为"第三体".制动时,第三体经历了塑性变形、氧化、粘附、分层等变化,对制动材料的摩擦磨损性能产生重要影响,即制动材料的摩擦磨损性能取决于第三体的性质.因此,掌握第三体的组织结构、形成及演变机制有利于对制动材料摩擦磨损性能及机理的深入研究,从而为新型制动材料的研制提供依据.第三体的早期研究主要集中在采用SEM、EDX、TEM等手段分析其组成、形成与运动机制方面,并取得了较为丰富的成果.随着表征方式的发展,研究人员开始尝试从应力、纳米结构、化学键等更为微观、本质的角度阐述第三体的运动、演化和作用机制,进一步将第三体与摩擦条件及磨损机理相关联.第三体对材料摩擦磨损性能影响的研究,已由传统的摩擦系数、磨损率逐步扩展到选择性转移、界面化学反应、摩擦功率损耗等方面.但上述研究大多采用非原位法,只能间接获取摩擦表面信息,存在局限性和滞后性.为分析第三体的动态特性,近些年开发了外源第三体实验法和基于第三体的建模仿真,对澄清第三体中各组元作用、探索第三体微观演化规律具有重要意义,特别是以离散元法(DEM)、可移动元胞自动机法(MCA)为代表的非连续介质模拟,可针对第三体的位移变化、力学性能变化及受力状况进行大规模仿真.本文归纳了第三体组成、形成和运动机制,阐述了第三体对制动材料摩擦磨损性能的影响,总结了外源第三体实验法和第三体建模仿真方面的研究进展,重点对可移动元胞自动机法进行了介绍,最后结合当前第三体研究中出现的问题提出了改进方向,并对未来发展趋势进行了展望.

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来源
《材料导报》 |2021年第19期|19153-19160|共8页
作者
惠阳; 刘贵民; 杜建华; 张宝生;
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作者单位

陆军装甲兵学院装备保障与再制造系北京100072;

陆军装甲兵学院装备保障与再制造系北京100072;

中国北方车辆研究所北京100072;

陆军装甲兵学院演训中心北京100072;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类机械摩擦、磨损与润滑;
关键词
制动; 第三体; 摩擦磨损行为; 外源第三体; 建模仿真;

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