[发明专利]获得正交各向异性磨损量的方法

说明书

本发明公开了一种获得正交各向异性磨损量的方法，该方法具体步骤如下：将与纤维束轴线成0°和90°的两个方向分别标记为特征方向，首先计算正交各向异性材料承受的等效平均切应力和平均极限切应力，通过对等效平均切应力和平均极限切应力大小的比较，判断是否发生塑性滑移，如果发生塑性滑移，再计算不同滑移过程的滑移量和磨损量。利用本发明提出的获得正交各向异性磨损量的方法，可以定量地确定不同方向下正交各向异性材料的磨损量值，为自润滑织物衬垫磨损寿命的定量预测和具有更长磨损寿命的自润滑织物衬垫的研发奠定基础。

技术领域

本发明涉及材料磨损领域，尤其涉及一种获得正交各向异性磨损量的方法。

背景技术

自润滑织物衬垫是自润滑关节轴承的关键润滑材料。所述织物衬垫是经纤维束正交机织而成，用树脂粘接剂粘结在轴承外圈内表面，当轴承内外圈之间产生相对转动时，轴承的内圈外表面与所述织物衬垫形成一对摩擦副，由于织物衬垫的宏观磨损行为与其细观体相特征高度相关，当内圈表面质点沿纤维束轴线方向(0°)运动和垂直于纤维束轴线方向(90°)运动时，纤维束体现出一种明显的正交各向异性的磨损行为，因此当轴承内圈表面质点与纤维束成一定角度运动时，会产生不同的磨损行为，但是目前还没有关于正交各向异性磨损的定量计算模型，因此对纤维束的正交各向异性的磨损行为只能做定性的估计。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种获得正交各向异性磨损量的方法，实现对纤维束正交各向异性磨损的定量计算，可以为自润滑织物衬垫磨损寿命的定量预测和具有更长磨损寿命的自润滑织物衬垫的研发奠定基础。

为解决上述问题，本发明公开了一种获得正交各向异性磨损量的方法，该方法具体步骤如下：

步骤1、将与纤维束轴线成0°与90°的两个方向定义为第一方向和第二方向；

步骤2、计算等效平均切应力和平均极限切应力

步骤3、通过比较等效平均切应力和平均极限切应力判断是否产生了塑性滑移：如果仅发生弹性滑移，总磨损量ΔW^sl为零；如果则发生了塑性滑移，继续步骤4；以及

步骤4、计算塑性滑移时的总磨损量ΔW^sl。

优选的，所述步骤2包括如下步骤：

步骤21、计算第一方向和第二方向的弹性刚度k₁、k₂：

所述弹性刚度表达式中，μ₁和μ₂分别为正交各向异性材料第一方向和第二方向的摩擦系数，为正交各向异性材料的平均刚度，所述系数都为由正交各向异性材料特性决定的已知量，为平均摩擦系数，

步骤22、计算第一方向和第二方向的切应力τ₁、τ₂：

所述切应力表达式中，γ₁，γ₂分别为在第一方向和第二方向产生的滑移量；

步骤23、计算第一方向和第二方向的平均切应力

步骤24、计算等效平均切应力

以及

步骤25、计算平均极限切应力

所述平均极限切应力表达式中，p为摩擦副的接触压强。

优选的，所述步骤4包括如下步骤：

步骤41、计算第一方向和第二方向上的平均滑移量