[发明专利]一种用于环形摩擦副接触压力嵌入式测量方法

摘要

种用于环形摩擦副接触压力嵌入式测量方法，首先分析摩擦副的加工工艺要求及加载结构特性，然后根据加载结构的特点在对偶片上确定盲孔的分布及尺寸，最后通过对盲孔的应变测量获得摩擦副在该区域的接触压力。本发明能够实现摩擦副接触压力的静动态测试，在不改变摩擦副表面接触状态的前提下，实现了接触压力的静动态测试，在确定了摩擦副精确压力边界条件的同时，为摩擦副动态设计提供了理论依据。

主权项

一种用于环形摩擦副接触压力嵌入式测量方法，其特征在于实现步骤如下：步骤一、分析摩擦副工作状态下的工况条件及摩擦副的加载结构特点，获得摩擦副的几何尺寸，按照所要测量的摩擦副的工艺性要求确定摩擦副接触表面的粗糙度要求和表面平面度的加工要求；步骤二、根据步骤一所获得的摩擦副材料特性，几何尺寸特性，支撑结构特点，加载特点等建立摩擦副三维仿真模型，对三维模型进行多方向压力载荷的有限元仿真，为接触压力测试提供理论基础和数值范围的预测；步骤三、根据步骤二中分析获得的摩擦副的加载结构特点和摩擦副的几何尺寸确定摩擦副对偶片上的测量点的位置分布及测点数量N；分析获得的摩擦片弹性模量和泊松比的要求，结合摩擦副接触表面的尺寸、对偶片厚度、应变片尺寸及测量精度要求确定出盲孔的直径D及孔深H，确定方法如下：盲孔直径D应根据应变片尺寸选择常用的Φ10mm或者Φ12mm，由于需要测量孔底应变获得接触应力，孔底部的厚度应控制在1mm，若假设钢片厚度为B，这样孔的深度H可以表示为B=H‑1。步骤四、按照步骤三获得的盲孔尺寸及分布加工盲孔，并且精铣盲孔底面，用来粘贴应变片，盲孔底面的大小应大于应变片的大小，根据对偶片所需测量区域的布点位置按照已经确定好的D和H在对偶片非接触表面加工盲孔，盲孔底部粗糙度应该小于1.6μm，平面度 小于0.04；步骤五、根据步骤二的仿真结果初步确定摩擦副接触表面的应力范围，并根据此范围确定出适合于该摩擦结构的电阻应变片的主要参数，所述主要参数包括应变片的初始电阻，灵敏系数和应变极限，通过主要参数获得应变片选择的依据；步骤六、通过步骤五选取并获得合适的测量应变片，将适应于仿真所得的应变量程的应变片贴于盲孔底部加工的平面上，检查应变片电阻值是否为电阻应变片的初始电阻，如果电阻显示与电阻应变片的初始电阻差别不大，说明应变片贴片成功，桥接应变控制线路，测试系统状态。步骤七、将装配完成的对偶钢片安装到摩擦磨损试验机上进行磨合，磨合时间不低于30min，磨合转速根据步骤一中分析获得的摩擦副的所处工况转速确定；步骤八、将磨合充分的摩擦副进行静动态加载，接通电阻应变采集仪，通过电压指示计调零电路，并通过桥接电路的信号传输，获取盲孔处摩擦表面的各个测点的应力应变状态。