论文题目: 磨损过程中的磨粒表面和磨损表面特征及其相互关系研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 载运工具运用工程
作者: 袁成清
导师: 严新平
关键词: 磨损,磨粒,三维表面形貌,激光共焦扫描显微镜,信息融合
文献来源: 武汉理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 磨损状态的确定以及磨损过程中的磨损机理的判定都依赖于对摩擦副表面形貌和磨损过程中生成的磨粒的分析研究。对正在运行的机器设备,磨粒比较容易获得,但磨损表面形貌往往无法直接获取,因此,研究磨损表面与磨粒表面之间的相互关系具有重要的意义。 本文针对现今摩擦学测试手段的不足,开发了基于激光共焦扫描显微镜和图像处理技术的三维表面数字化描述的新方法,运用该方法能够获得精确的磨粒和磨损表面的三维表面形貌,然后用小波理论分离磨损表面和磨粒表面的表面粗糙度、波纹度和形状误差,并用计算机图像分析技术来获得磨粒的二维特征参数以及磨粒和磨损表面的三维表面特征参数,进而开展摩擦副系统中磨粒表面和磨损表面的研究。在此基础上以矿山和港口机械为研究背景,针对这类机械的运行环境,在摩擦磨损试验机上模拟这类机械摩擦副中广泛存在的滑动磨损形式,考察污染物、高温、润滑状况等因素影响下的磨损过程,综合运用开发的三维表面数字化描述方法、铁谱、磨粒分析仪、激光共焦扫描显微镜等技术和手段,研究磨损进程中磨损颗粒和磨损表面的变化情况及其相互关系,深入探讨磨损机理。 对于矿山和港口机械,一些硬颗粒如二氧化硅和低硬度颗粒污染物不可避免地存在于这些机械的润滑系统中。在销盘磨损试验机上通过模拟试验研究了高硬度的二氧化硅颗粒和低硬度的铁粉颗粒存在润滑油中时的滑动磨损过程,分析了不同磨损阶段中的磨损表面和磨粒表面特征,探讨了二氧化硅颗粒和铁粉颗粒的单独作用和协同效应;研究了当污染物颗粒存在于润滑油中时,润滑油温度对滑动磨损过程的影响,结果表明,温度严重影响着粘着和氧化磨损发生的概率和程度,这充分说明外来污染物在磨损过程中起着重要作用。可以相信从这些研究中获取的知识将有助于加深理解高温且污染物存在于润滑系统中
论文目录:
第1章 绪论
1.1 典型磨损过程
1.2 摩擦副表面形貌分析技术
1.3 磨粒分析技术
1.4 信息融合及其在摩擦学中的应用
1.4.1 信息融合原理及方法
1.4.2 摩擦学及油液监测中的信息融合
1.5 课题来源
1.6 本文研究的主要内容与创新点
第2章 试验设备及分析手段
2.1 前言
2.2 摩擦磨损试验设备
2.2.1 WAZAU销盘磨损试验机
2.2.2 MMW-1立式万能摩擦磨损试验机
2.3 磨粒分析手段
2.3.1 CSI磨粒分析仪
2.3.2 铁谱技术(Ferrography)
2.3.3 滤膜谱片技术(Filtergram)
2.4 摩擦副表面分析手段
2.4.1 带数字化图像采集系统的光学显微镜
2.4.2 扫描电镜(SEM)分析
2.4.3 基于激光共焦显微镜方法的三维表面形貌研究
2.5 分析程序
2.6 本章小结
第3章 基于激光共焦扫描显微镜方法的三维数字化表面描述
3.1 前言
3.2 图像获取、处理和分析
3.2.1 图像获取
3.2.1.1 激光共焦扫描显微镜的原理
3.2.1.2 激光共焦扫描显微镜的参数设置
3.2.1.3 图像的三维可视化及重构
3.2.2 基于小波理论的图像处理
3.2.3 基于计算机图像辅助分析技术的表面形貌量化
3.3 应用实例
3.3.1 工程表面的表面粗糙度分析
3.3.2 磨粒的表面粗糙度分析
3.4 精度分析
3.5 本章小结
第4章 污染物对润滑滑动磨损过程的影响
4.1 前言
4.2 试验
4.3 试验结果与分析
4.3.1 摩擦系数的变化
4.3.2 磨粒分析
4.3.3 摩擦副表面形貌研究
4.3.4 球试样的体积磨损率
4.4 讨论
4.4.1 无外加污染物的正常磨损过程
4.4.2 铁粉的独立作用
4.4.3 二氧化硅的独立作用
4.4.4 铁粉和二氧化硅的协同效应
4.5 本章小结
第5章 温度对润滑滑动磨损过程的影响
5.1 前言
5.2 试验
5.2.1 材料准备
5.2.2 磨损试验
5.3 试验结果及分析
5.3.1 摩擦系数的比较
5.3.2 磨粒分析
5.3.3 摩擦副的表面形貌
5.4 讨论
5.4.1 润滑油温度的影响
5.4.2 铁粉颗粒的影响
5.5 本章小结
第6章 滑动磨损过程中的表面粗糙度变化
6.1 前言
6.2 试验
6.2.1 材料准备
6.2.2 磨损试验
6.3 试验结果及分析
6.3.1 磨粒分析
6.3.2 摩擦副的表面形貌
6.3.3 不同磨损阶段的摩擦副磨损率
6.4 讨论
6.4.1 磨粒尺寸分布与磨粒表面粗糙度之间的关系
6.4.2 摩擦副表面粗糙度与磨损率之间的关系
6.4.3 磨粒表面粗糙度与摩擦副表面粗糙度之间的关系
6.5 本章小结
第7章 磨粒表面与磨损表面特征映射关系
7.1 前言
7.2 磨粒和磨损表面的特征参数
7.2.1 磨粒特征参数
7.2.1.1 磨粒的形状特征
7.2.1.2 磨粒的表面特征
7.2.1.3 磨粒的颜色特征
7.2.2 摩擦副磨损表面特征参数
7.3 磨粒类型识别
7.3.1 BP神经网络原理
7.3.2 网络结构及结果
7.4 磨粒表面与摩擦副磨损表面映射关系研究
7.4.1 基于磨粒表面特征的磨损表面预测
7.4.2 应用示例
7.5 本章小结
第8章 结论与展望
8.1 主要成果和结论
8.2 研究展望
致谢
参考文献
学习期间发表的主要论文及参加的科研项目
发布时间: 2005-10-11
参考文献
- [1].磨损表面形貌的分形表征及其随磨损过程的变化规律研究[D]. 左雪.中国矿业大学2017
- [2].磨合吸引子的演化规律及其系统依赖性研究[D]. 周元凯.中国矿业大学2016
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- [4].水润滑轴承的摩擦磨损性能及润滑机理的研究[D]. 陈战.重庆大学2003
- [5].表面强化铁基粉末冶金材料的摩擦磨损特性研究[D]. 李月英.吉林大学2004
- [6].Fe-Al金属间化合物基摩擦材料制备与摩擦磨损机制研究[D]. 马洪涛.山东大学2005
- [7].摩擦学系统状态辨识的知识获取方法研究[D]. 王志芳.武汉理工大学2008
Abstract:mo sun zhuang tai de que ding yi ji mo sun guo cheng zhong de mo sun ji li de pan ding dou yi lai yu dui ma ca fu biao mian xing mao he mo sun guo cheng zhong sheng cheng de mo li de fen xi yan jiu 。dui zheng zai yun hang de ji qi she bei ,mo li bi jiao rong yi huo de ,dan mo sun biao mian xing mao wang wang mo fa zhi jie huo qu ,yin ci ,yan jiu mo sun biao mian yu mo li biao mian zhi jian de xiang hu guan ji ju you chong yao de yi yi 。 ben wen zhen dui xian jin ma ca xue ce shi shou duan de bu zu ,kai fa le ji yu ji guang gong jiao sao miao xian wei jing he tu xiang chu li ji shu de san wei biao mian shu zi hua miao shu de xin fang fa ,yun yong gai fang fa neng gou huo de jing que de mo li he mo sun biao mian de san wei biao mian xing mao ,ran hou yong xiao bo li lun fen li mo sun biao mian he mo li biao mian de biao mian cu cao du 、bo wen du he xing zhuang wu cha ,bing yong ji suan ji tu xiang fen xi ji shu lai huo de mo li de er wei te zheng can shu yi ji mo li he mo sun biao mian de san wei biao mian te zheng can shu ,jin er kai zhan ma ca fu ji tong zhong mo li biao mian he mo sun biao mian de yan jiu 。zai ci ji chu shang yi kuang shan he gang kou ji xie wei yan jiu bei jing ,zhen dui zhe lei ji xie de yun hang huan jing ,zai ma ca mo sun shi yan ji shang mo ni zhe lei ji xie ma ca fu zhong an fan cun zai de hua dong mo sun xing shi ,kao cha wu ran wu 、gao wen 、run hua zhuang kuang deng yin su ying xiang xia de mo sun guo cheng ,zeng ge yun yong kai fa de san wei biao mian shu zi hua miao shu fang fa 、tie pu 、mo li fen xi yi 、ji guang gong jiao sao miao xian wei jing deng ji shu he shou duan ,yan jiu mo sun jin cheng zhong mo sun ke li he mo sun biao mian de bian hua qing kuang ji ji xiang hu guan ji ,shen ru tan tao mo sun ji li 。 dui yu kuang shan he gang kou ji xie ,yi xie ying ke li ru er yang hua gui he di ying du ke li wu ran wu bu ke bi mian de cun zai yu zhe xie ji xie de run hua ji tong zhong 。zai xiao pan mo sun shi yan ji shang tong guo mo ni shi yan yan jiu le gao ying du de er yang hua gui ke li he di ying du de tie fen ke li cun zai run hua you zhong shi de hua dong mo sun guo cheng ,fen xi le bu tong mo sun jie duan zhong de mo sun biao mian he mo li biao mian te zheng ,tan tao le er yang hua gui ke li he tie fen ke li de chan du zuo yong he xie tong xiao ying ;yan jiu le dang wu ran wu ke li cun zai yu run hua you zhong shi ,run hua you wen du dui hua dong mo sun guo cheng de ying xiang ,jie guo biao ming ,wen du yan chong ying xiang zhao nian zhao he yang hua mo sun fa sheng de gai lv he cheng du ,zhe chong fen shui ming wai lai wu ran wu zai mo sun guo cheng zhong qi zhao chong yao zuo yong 。ke yi xiang xin cong zhe xie yan jiu zhong huo qu de zhi shi jiang you zhu yu jia shen li jie gao wen ju wu ran wu cun zai yu run hua ji tong zhong
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