摩擦試驗(yàn)測(cè)試方法分類及特點(diǎn)

摩擦是材料表面接觸時(shí)由于相互作用而產(chǎn)生的力和運(yùn)動(dòng)阻力，通常情況下摩擦?xí)殡S著磨損。材料摩擦性能的評(píng)估對(duì)于新型耐磨材料的研發(fā)和應(yīng)用具有重要意義。通過(guò)摩擦試驗(yàn)可以了解材料在不同條件下的摩擦性能，為材料配方選擇、工藝設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供依據(jù)。

常見的摩擦試驗(yàn)形式分類主要以相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式及摩擦介質(zhì)環(huán)境為主，每種形式都有其獨(dú)特的適用場(chǎng)景和特點(diǎn)。

1.根據(jù)摩擦副相對(duì)運(yùn)動(dòng)分類

A.類銷盤旋轉(zhuǎn)摩擦特點(diǎn)：

a. 方向一致：摩擦力在整個(gè)旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的方向保持一致，沿著圓周方向傳遞，不會(huì)出現(xiàn)方向變化。

b. 摩擦力大小：摩擦力的大小取決于旋轉(zhuǎn)速度、接觸面特性和摩擦系數(shù)等因素，需要進(jìn)行合適的設(shè)計(jì)和控制。

c. 磨損差異：由于摩擦力沿圓周方向傳遞，可能會(huì)導(dǎo)致接觸面局部磨損或磨損不均勻的問(wèn)題，需要注意磨損情況。

B.環(huán)塊滑動(dòng)摩擦特點(diǎn)：

a. 圓環(huán)母線接觸：在這種摩擦形式中，圓環(huán)狀物體的母線與塊狀物體之間發(fā)生接觸，形成摩擦過(guò)程。這種接觸方式使得摩擦力集中在圓環(huán)的母線上。

b. 曲面接觸：圓環(huán)母線與塊之間的摩擦是一種曲面接觸，曲面接觸會(huì)導(dǎo)致摩擦力分布更加復(fù)雜和不均勻。

c. 比壓變化：由于初始接觸是近似于線接觸，環(huán)和塊均承受較大比壓，但隨著磨損的發(fā)展接觸面積及材料受壓有所變化。

C.往復(fù)摩擦特點(diǎn)：

a. 往復(fù)性：往復(fù)摩擦做來(lái)回往復(fù)的摩擦運(yùn)動(dòng)，摩擦表面在兩個(gè)方向上交替運(yùn)動(dòng)，具有周期性。

b. 運(yùn)動(dòng)規(guī)律復(fù)雜：往復(fù)摩擦的運(yùn)動(dòng)規(guī)律更為復(fù)雜，需要考慮來(lái)回運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度、減速度以及運(yùn)動(dòng)的周期等因素。

c. 應(yīng)用場(chǎng)景廣：直線往復(fù)摩擦常用于模擬真實(shí)工況中的摩擦情況，例如模擬機(jī)械零件的往復(fù)運(yùn)動(dòng)摩擦、模擬某些機(jī)械裝置的工作原理等。

d.挑戰(zhàn)性：由于直線往復(fù)摩擦運(yùn)動(dòng)規(guī)律更為復(fù)雜，因此在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析上可能會(huì)更具挑戰(zhàn)性，需要更多的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)支持。

D.滾動(dòng)疲勞摩擦特點(diǎn)：

a. 循環(huán)載荷：循環(huán)載荷會(huì)導(dǎo)致摩擦表面受到交替應(yīng)力作用，容易引起疲勞破壞。

b. 周期性變形：摩擦表面會(huì)發(fā)生周期性的變形，這種變形會(huì)導(dǎo)致摩擦表面的磨損和疲勞裂紋的形成。

c. 滾動(dòng)接觸：摩擦是在滾動(dòng)接觸條件下發(fā)生的，滾動(dòng)過(guò)程中摩擦力較小，但是循環(huán)載荷下的應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致摩擦表面的損傷。

d. 疲勞壽命：耐磨材料具有一定的疲勞壽命。

2.根據(jù)摩擦介質(zhì)環(huán)境分類

a. 干摩擦試驗(yàn)

-特點(diǎn)：在無(wú)潤(rùn)滑條件下進(jìn)行的摩擦試驗(yàn)，能夠模擬實(shí)際工作中的干摩擦情況，評(píng)估材料的耐磨性和摩擦性能。

-應(yīng)用：常用于研究金屬、聚合物等材料在無(wú)潤(rùn)滑條件下的摩擦行為，例如干摩擦系數(shù)的測(cè)定和摩擦磨損性能評(píng)價(jià)。

b. 潤(rùn)滑摩擦試驗(yàn)

- 特點(diǎn)：在有潤(rùn)滑條件下進(jìn)行的摩擦試驗(yàn)，通過(guò)添加潤(rùn)滑劑減少摩擦力和磨損，評(píng)估材料在潤(rùn)滑條件下的摩擦性能。

- 應(yīng)用：適用于研究各種潤(rùn)滑劑對(duì)摩擦性能的影響，如固體潤(rùn)滑劑、液體潤(rùn)滑劑等，可用于優(yōu)化潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

c. 高低溫、高濕、真空等環(huán)境下的摩擦試驗(yàn)

- 特點(diǎn)：在高低溫、高濕、真空等特殊環(huán)境條件下進(jìn)行的摩擦試驗(yàn)，考察材料在極端環(huán)境下的摩擦性能和耐久性。

- 應(yīng)用：用于評(píng)估材料在極端環(huán)境下的可靠性，例如航空航天領(lǐng)域的材料研究和高溫潤(rùn)滑劑的性能測(cè)試。

d.其他特殊情況

通過(guò)在不同摩擦環(huán)境下進(jìn)行摩擦試驗(yàn)，可以全面評(píng)估材料的摩擦性能和適用性，為材料選擇、摩擦副設(shè)計(jì)和潤(rùn)滑系統(tǒng)優(yōu)化提供重要參考依據(jù)。

在進(jìn)行摩擦試驗(yàn)時(shí)，需要綜合考慮設(shè)備因素、試驗(yàn)條件和潤(rùn)滑條件等多方面因素，并嚴(yán)格控制試驗(yàn)條件，以確保獲得可靠和可比較的試驗(yàn)結(jié)果，為研究提供可靠的數(shù)據(jù)支持。