[发明专利]平板与平板全塑性接触下测量界面剪切强度的方法及其装置

权利要求书

1.一种平板与平板全塑性接触下测量界面剪切强度的方法，其特征在于，采用双平板滑动接触进行测量，其中一块平板接触表面粗糙，具有球冠状微凸体，其表面粗糙度R_a值为0.1μm～0.4μm，另一块平板接触表面光滑，其接触表面粗糙度R_a值不大于0.05μm； 

包括以下步骤： 

A、粗糙平板静止，光滑平板以速度u相对于粗糙平板作滑动，无量纲滚动速度uη_a/(2E′R)应满足1.0E-11≤uηa/(2E′R)≤1.0E-9，其中η_a是大气压下润滑油粘度，E′是两平板的综合杨氏弹性模量，R是粗糙平板接触表面上微凸体顶部的平均曲率半径； 

B、往两平板接触区供应被测润滑油，使两平板间形成流体动压润滑，在两平板间施加载荷，使粗糙平板接触表面上微凸体与光滑平板接触的最大接触压力大于0.4GPa，而使无量纲载荷w/(ρ_NAE′R²)满足w/(ρ_NAE′R²)＞1512.2(HRD2/E′)³和w/(ρ_NAE′R²)＜3.78(HRDl/E′)³，从而保证两平板间接触即粗糙平板接触表面上微凸体与光滑平板的接触为全塑性接触；其中，w为两平板间施加的载荷，A为两平板的表观接触面积，ρ_N为粗糙平板接触表面上微凸体的数密度即单位面积上的微凸体数； 

C、要完成一次测量需要两块具有不同接触表面硬度的粗糙平板，分别在这两块粗糙平板和光滑平板接触上进行一次加载，分别测出这两块粗糙平板和光滑平板加载接触下的粗糙平板接触表面或光滑平板接触表面上的摩擦系数值，求解关于接触表面摩擦系数的两元一次方程组即可得到τ_s0和α_s值，具体如下； 

所述步骤C中粗糙平板接触表面摩擦系数和光滑平板接触表面摩擦系 数均为： 

视所测摩擦系数所属的接触表面，τ_s0和α_s值为大气压下该接触表面一润滑油界面剪切强度和该接触表面一润滑油界面剪切强度一润滑油压力比例系数； 

设有两块具有不同接触表面硬度的粗糙平板，其表面硬度分别为HRD2_a和HRD2_b，对它们和光滑平板接触分别进行一次加载，测得这两块粗糙平板加载接触下粗糙平板接触表面摩擦系数或光滑平板接触表面摩擦系数分别为f₁和f₂，则可得下面联立方程组： 

解以上联立方程组，得： 

解上述方程组可得到若干组τ_s0和α_s值。 

2.根据权利要求1所述的平板与平板全塑性接触下测量界面剪切强度的方法，其特征在于： 

为提高测量精度，所述步骤C之后使用由两块成一组的数组具有不同接触表面硬度的粗糙平板分别进行加载测量，解得若干组τ_s0和α_s值，分别求得这些τ_s0和α_s的平均值，求得的τ_s0和α_s平均值分别取作τ_s0和α_s的最终测量结果。 

3.一种实施权利要求1所述的平板与平板全塑性接触下测量界面剪切强度的方法的装置，包括若干传感器，其特征在于，还包括：两块平板，具有不同接触表面硬度，其中一块平板接触表面粗糙，具有球冠状微凸体，另一块平板接触表面光滑； 

所述两块平板滑动接触，粗糙平板球冠状微凸体和光滑平板平面接触形成高副点接触，粗糙平板静止，光滑平板以速度u相对于粗糙平板作滑动； 

所述光滑平板接触表面硬度HRDl大于粗糙平板接触表面硬度HRD2，粗糙平板接触表面粗糙度R_a值为0.1μm～0.4μm，光滑平板接触表面粗糙度R_a值不大于0.05μm； 

往两平板接触区供应被测润滑油，使两平板间形成流体动压润滑，在两平板间施加载荷。