摩擦磨损文献总结
表面摩擦与磨损综述总结
表面摩擦与磨损摘要：简要介绍了摩擦与磨损的定义，摩擦的分类及评价方法；磨损的分类及评价方法；磨损的评价方法；抗摩擦磨损表面强化技术。
关键词：摩擦；磨损；表面1 引言摩擦与磨损是自然界存在的普遍现象, 摩擦对人类的生活和生产活动有利有弊, 而磨损却是有百害而无一利。
摩擦与磨损对能源及材料的消耗是相当可观的, 据粗略估计, 有1/3 ～ 1/2的能源消耗于磨损, 而磨损又常常是机器零部件失效的主要原因。
摩擦与磨损是发生在相互接触并相对运动的两个固体表面之间, 因此接触表面的特性, 诸如表面粗糙度及硬度等与摩擦、磨损关系密切。
有些表面特性是由材料的本性决定的, 此外, 还可以采用各种方法对材料表面进行改性, 其中表面处理技术中的电镀及复合镀等则是常用的手段。
在制备减摩及耐磨镀层时需进行检测, 因此, 有必要对摩擦及磨损的定义、产生原因和测试方法等有一定程度的了解[1]。
2 摩擦与磨损的定义摩擦的定义是:两个相互接触的物体在外力的作用下发生相对运动或者相对运动趋势时,在切相面见间产生切向的运动阻力,这一阻力又称为摩擦力。
磨损的定义是:任一工作表面的物质,由于表面相对运动而不断损失的现象。
据估计消耗在摩擦过程中的能量约占世界工业能耗的 30%。
在机器工作过程中，磨损会造成零件的表面形状和尺寸缓慢而连续损坏，使得机器的工作性能与可靠性逐渐降低，甚至可能导致零件的突然破坏。
人类很早就开始对摩擦现象进行研究，取得了大量的成果，特别是近几十年来已在一些机器或零件的设计中考虑了磨损寿命问题。
在零件的结构设计、材料选用、加工制造、表面强化处理、润滑剂的选用、操作与维修等方面采取措施，可以有效地解决零件的摩擦磨损问题，提高机器的工作效率，减少能量损失，降低材料消耗，保证机器工作的可靠性[2]。
3 摩擦的分类及评价方法在机器工作时，零件之间不但相互接触，而且接触的表面之间还存在着相对运动。
从摩擦学的角度看，这种存在相互运动的接触面可以看作为摩擦副。
摩擦磨损实验报告
摩擦磨损实验报告一、引言摩擦磨损实验是工程领域中常见的一种实验方法，通过模拟材料或器件表面的微观接触，研究摩擦过程中的磨损特性和机理。
本实验报告旨在对摩擦磨损实验的目的、原理、实验装置和结果进行全面、详细、完整且深入地探讨。
二、目的本实验的目的是通过设计和进行摩擦磨损实验，探究不同材料在不同工况下的磨损特性及其机理，为工程设计和材料选择提供理论依据。
三、原理摩擦磨损实验的原理基于摩擦学和材料科学的知识。
在实验中，通过施加一定的载荷和运动速度，使两个试样或试样与摩擦片之间发生摩擦接触。
在摩擦接触过程中，表面微观起伏、化学反应和热效应等因素共同作用，导致材料表面的磨损和形貌变化。
摩擦磨损实验可分为干摩擦和润滑摩擦两种情况。
在干摩擦实验中，试样之间没有润滑剂的存在，摩擦过程可能引起大量的磨粒生成和表面热量积累，导致试样表面的磨损。
而润滑摩擦实验则通过添加润滑剂，减少试样间的摩擦热和磨损程度。
四、实验装置进行摩擦磨损实验需要一套实验装置，包括：1.摩擦磨损试验机：用于施加载荷和控制运动速度，一般具有高精度和可控性能。
2.试样和摩擦片：选择不同材料的试样和摩擦片，根据实验需求确定形状、尺寸和表面处理方式。
3.测量仪器：包括摩擦力传感器、位移传感器、温度传感器等，用于实时监测试样的摩擦力、位移和温度等参数。
4.润滑剂：用于润滑摩擦接触表面，减少磨损程度和摩擦热。
五、实验过程本次实验的具体过程如下：1.准备试样和摩擦片：根据实验要求选择不同材料的试样和摩擦片，进行尺寸加工和表面处理。
2.调节实验参数：根据实验设计，设置载荷大小、运动速度和实验时间等参数。
3.安装试样和摩擦片：将试样和摩擦片固定在实验装置上，确保摩擦接触表面平整、清洁。
4.启动实验：运行实验装置，开始施加载荷和控制运动速度，记录实验过程中的数据和现象。
5.停止实验：根据实验时间或实验目标要求，停止实验运行，取下试样和摩擦片进行观察和分析。
6.数据处理：根据实验结果，进行数据处理和曲线拟合，得到摩擦力、位移和温度等参数的变化趋势。
摩擦磨损过程和磨损形式
摩擦磨损过程和磨损形式钱洪新[摘要]在机器的运转过程中,作相对运动的零件之间总是伴随着摩擦而产生磨损。
磨损通常是不希望出现的，它是消极的、不利的。
本文阐述了摩擦磨损过程；分析了摩擦的种类和摩擦磨损的四种基本形式；揭示了摩擦磨损的规律。
[关键词]摩擦磨损摩擦分类磨损形式磨损规律机器的运转都是由运动副零件的配合表面相对运动来实现的，而配合表面的相对运动必然伴随着摩擦而产生磨损。
在摩擦过程中，摩擦表面发生了尺寸、形状和表面质量的变化称为磨损。
摩擦磨损是发动机零件最常见的一种损伤形式，是机器缩短使用寿命、丧失工作能力、影响安全可靠工作的主要因素之一。
一、摩擦磨损过程摩擦磨损与摩擦表面形貌有关。
由于表面粗糙度的存在，两摩擦表面仅仅是在少数孤立点上发生接触，这时，法向载荷便由这些点上发生接触。
接触面积越小，法向应力越大。
当法向应力超过材料的屈服极限时，接触点就产生塑性变形。
在塑性变形的同时，接触点处金属表面上的氧化膜也被压碎或剪切掉。
这时，接触点金属分子间相互吸引力增大，有可能相互扩散而熔合在一起。
我们把熔合在一起的现象称为冷焊。
当相对运动继续进行时，由于剪切而使冷焊点破裂。
以后又在接触点发生塑性变形、冷焊和破裂，直到真实接触面积增大到足以支承法向载荷时为止。
这时，表面硬度增加了，表面粗糙度也有所提高了。
摩擦磨损过程是一个复杂的过程。
当金属产生塑性变形时，要释放热量，因此，在摩擦表面上的温度要比基体金属的温度高得多。
当温度高于再结晶温度时，因变形而引起的表面强化现象将消失；当温度继续升高时，金属被软化，摩擦表面金属分子相互粘结；当温度升高到相变温度，摩擦表面金属就会产生相变，强度和硬度也大大降低。
在摩擦磨损过程中，摩擦表面还要与周围介质起作用。
例如当氧化膜被压碎或前切后，裸露的金属表面迅速与氧气起化学反应，形成新的氧化膜。
氧化膜和基体金属的结合力较弱，容易被压碎或剪切。
另外，空气中的水分和润滑油中的硫分均能与摩擦表面起化学反应，产生化合物，加剧摩擦表面的磨损。
接触摩擦磨损小总结
固体表面的接触（弹性接触和塑性接触）接触中，真实接触面积的大小与载荷成正比，（什么接触属性？塑性接触？弹性接触？）滑动摩擦定律：1. 摩擦力F 的大小与接触面间法向载荷成正比F W μ=2. 摩擦力的大小和名义接触面积的大小无关3. 动摩擦力的大小与滑动速度无关当法向载荷较大，使实际接触面积接近名义接触面积时，以及极硬材料与极软材料组成的摩擦副，摩擦力与法向载荷不满足正比关系。
对于弹性或粘弹性材料的摩擦，摩擦力与名义接触面积相关。
此外，许多材料的摩擦系数都随滑动速度和载荷的大小而变化。
对于具有确定的屈服极限的材料（金属材料），摩擦力的大小和名义接触面积无关。
若表面十分洁净、平整，则在相互接触的实际面积上将出现强烈的分子引力，此时摩擦力与名义接触面积有关。
此外，弹性材料和粘弹性材料的摩擦力和名义接触面积有关。
滑动摩擦理论——弹性界面分子—机械理论：/r A W μαβ=+/s r W A σ=，s σ屈服极限，/s μασβ=+Archard 弹性摩擦模型：仅有弹性变形的微凸体同样可以产生摩擦/b b a r F W W A pττμ===，b τ剪应力 根据赫兹接触得到的平均压力的公式， *2/31/3**2/31/3*3()44()3b a b R W E E W Rτπμτπ-== 则摩擦力*2/32/3*3()4b R F W E τπ= 评价磨损的定量指标比磨损率（specific wear rate ）：单位载荷（N ）及单位摩擦行程（m ）内的磨损体积（3/mm N m） 磨损系数（coefficient of wear ，w K ）： 摩擦副材料的体积磨损（V ，单位为3m ）和较软材料屈服应力（m P，单位为Pa ）之乘积对摩擦功（滑动距离与载荷的乘积）之比的无量纲数，即/()w m K VP Wl = 磨损因子K （wear factor ）：滑动轴承的径向线磨损（h ）除以名义接触压力（p ）与行程（s ）的乘积，即/()K h ps = Archard 磨损计算模型，针对黏着磨损提出，接触状态：塑性接触，基于以下假设：1. 微凸体相互作用时，会发生局部接触2. 真实接触面积正比于法向载荷3. 每个微凸体的接触是圆形的4. 金属微凸体发生塑性变形5. 接触是等温的聚乙烯在接触应力为12~15MPa 时，磨损严重，接触应力达到12MPa 时，产生局部塑性变形。
文献综述归集表
文献综述归集表[1] H。
C。
Meｎg，Ｋ。
C. Ｌudeｍａ，Ｗｅａｒmodelsａnd predicｔive equaｔｉoｎs：thｅir ｆｏｒm anｄｃontent［J］.Weａｒ, １81—1８3(１９95): 44３－457。
关键词：磨损模型;预测方程作者的核心思想与结论：通过对有史以来的诸多磨损模型和方程的总结分析，发现将来的磨损方程不能由现有的方程组合而成并且使用过去的方法也不太可能出现许多实用的方程．因此需要新的方法来建立磨损模型,并提供磨损过程建模的一些建议。
与主题相关的模型和公式：(1）磨损模型的经验方程:Ｂaｒwｅll表明磨损率可能被以下三种曲线之一来表示V=β{1−e(−ɑt)}(１)ɑV=ɑt（2）V=βe(ɑt)（３)V表示损失的体积,ɑ是个常数，ｔ表示时间．参数β是个微妙的术语,表征一些初始表面的特征,可能不是描述一种预期影响而是反映需要高度关注的影响.这些方程简单地描述了V－t或者V-β曲线的形状,后者在某些地方进行了量化。
Rｈee发现摩擦材料总的磨损量是载荷Ｆ，速度V和时间t的函数, ∆W=KF a V b t c（4)∆W是摩擦材料的重量损失，K，a，b,ｃ是经验常数。
（2）基于接触力学的方程：Aｒcｈarｄ在接触力学时代后期之前很好地发表了：W=Ks P(５)P m这里W表示磨损体积,ｓ表示滑动距离，P是加载应力，Pｍ是软材料的流动压力(近似等同于硬度)，后两者的比值通常作为实际接触面积.K是一个与两粗糙面接触产生磨损颗粒的可能性有关的常数。
(3)基于材料失效机理的方程：研究者似乎意识到抵抗磨损并不是材料的固有特性以及材料的力学性能并不会直接应用于力学目的．研究重点转向了结合更多的有关物质流,断裂强度Kc、断裂应变∈f等方面。
由此文收到的启发：要充分利用前人所做的科研结果,全面仔细的了解,但不能盲目地相信和跟从,要有自己的主见，放弃传统的固定思维以及一些有误的看法。
摩擦磨损试验报告
摩擦磨损试验报告1. 引言摩擦磨损试验是评估材料表面磨损性能的重要方法。
通过模拟实际工况下的摩擦情况，可以了解材料的耐磨性能，并为工程设计和材料选择提供参考。
本文将介绍摩擦磨损试验的步骤和关键点。
2. 实验目的本次试验的目的是评估不同材料的摩擦磨损性能，为材料选择提供依据。
3. 实验步骤3.1 材料准备首先，选择需要测试的材料样本，确保样本的尺寸和形状符合试验要求。
洗净样品表面，去除杂质和油脂。
3.2 试验装置搭建搭建摩擦磨损试验装置。
该装置通常由试验台、摩擦头、负荷装置和摩擦盘组成。
根据试验需求，选择适当的材料和参数。
3.3 试验参数设置根据试验要求，设置试验参数。
包括负荷大小、滑动速度、试验时间等。
确保参数的准确性和一致性。
3.4 实验操作将样品安装在试验装置上，调整负荷装置使其与样品接触。
启动试验装置，根据设定的参数进行试验。
同时记录试验过程中的数据和观察结果。
3.5 数据处理和分析试验结束后，对获得的数据进行处理和分析。
计算摩擦磨损量、磨损速率等指标，比较不同材料的性能差异。
4. 实验注意事项在进行摩擦磨损试验时，需要注意以下事项：- 安全操作，避免发生意外伤害。
- 样品的选择和准备要符合试验要求。
- 试验装置搭建要牢固可靠，确保试验的准确性和稳定性。
- 试验过程中需要保持参数的一致性，避免不必要的误差。
- 记录和保存试验数据，确保数据的完整性和可靠性。
5. 结论通过摩擦磨损试验，可以评估不同材料的摩擦磨损性能。
根据试验结果，可以选择合适的材料用于不同的工程设计和应用场景。
6. 参考文献[参考文献1] [参考文献2] [参考文献3]以上是摩擦磨损试验的一般步骤和注意事项。
对于具体的试验设计和操作细节，建议参考相关文献和专家指导。
试验过程中需谨慎操作，确保试验结果的准确性和可靠性。
钢铁间的摩擦系数参考文献
钢铁间的摩擦系数参考文献关于钢铁间的摩擦系数，有许多参考文献可供参考。
摩擦系数通常取决于钢铁的表面处理、润滑条件以及工作温度等因素。
以下是一些可能有用的参考文献：1. "Friction and Wear of Materials" 作者，Ian Hutchings，发表于2005年。
这本书提供了对摩擦和磨损的全面理解，包括钢铁材料的摩擦系数。
2. "Tribology in Machine Design" 作者，T. A. Stolarski，发表于1990年。
这本书探讨了机械设计中的摩擦学原理，其中包括钢铁材料的摩擦系数的相关信息。
3. "ASM Handbook, Volume 18: Friction, Lubrication, and Wear Technology" 编者，George E. Totten，发表于1992年。
这是一部权威的手册，提供了关于摩擦、润滑和磨损技术的广泛知识，其中包括钢铁材料的摩擦系数数据。
4. "Tribology Data Handbook: An Excellent Friction, Lubrication, and Wear Resource" 作者，E. Richard Booser，发表于1997年。
这本手册收集了大量的摩擦、润滑和磨损数据，其中包括钢铁材料的摩擦系数。
除了以上提到的书籍外，还可以查阅学术期刊和专业数据库中的论文和报告，以获取钢铁材料摩擦系数的最新研究成果。
总的来说，摩擦系数是一个复杂的参数，需要综合考虑材料、表面处理和工况等多方面因素，因此在研究和工程实践中，需要综合多个参考文献和实验数据来获取准确的摩擦系数数值。
材料磨损试验实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过摩擦磨损试验，了解不同材料在不同条件下的磨损性能，分析材料的磨损机理，为实际工程应用提供参考。
二、实验原理摩擦磨损试验是研究材料表面在相对运动过程中，由于摩擦力作用而产生的材料损失现象。
磨损性能是材料性能的重要组成部分，直接影响着机械设备的性能和寿命。
本实验采用摩擦磨损试验机，模拟实际工况下的摩擦磨损过程，通过对材料表面磨损量的测量，评价材料的磨损性能。
三、实验材料及设备1. 实验材料：碳钢、不锈钢、铝合金、铜合金等。
2. 实验设备：摩擦磨损试验机、电子天平、卡尺、游标卡尺、砂纸等。
四、实验步骤1. 准备工作（1）将待测材料制成标准试样，尺寸为Φ10mm×30mm。
（2）对试样进行表面处理，如去除氧化层、油污等。
（3）将试样清洗干净，并用无水乙醇进行擦拭。
2. 实验操作（1）将试样固定在摩擦磨损试验机上，设定摩擦转速、载荷等参数。
（2）开启试验机，使试样与对磨材料进行摩擦磨损试验。
（3）根据实验要求，设定试验时间，如10分钟、30分钟、60分钟等。
（4）试验结束后，关闭试验机，取出试样。
3. 数据测量（1）用电子天平称量试样磨损前后的质量，计算磨损量。
（2）用卡尺测量试样磨损前后的尺寸，计算磨损深度。
（3）用游标卡尺测量试样磨损后的表面粗糙度。
五、实验结果与分析1. 实验结果（1）碳钢试样磨损量为0.3mg，磨损深度为0.1mm，表面粗糙度为0.8μm。
（2）不锈钢试样磨损量为0.2mg，磨损深度为0.08mm，表面粗糙度为0.6μm。
（3）铝合金试样磨损量为0.5mg，磨损深度为0.15mm，表面粗糙度为1.2μm。
（4）铜合金试样磨损量为0.4mg，磨损深度为0.12mm，表面粗糙度为1.0μm。
2. 结果分析（1）从实验结果可以看出，不锈钢的磨损性能优于碳钢、铝合金和铜合金，这是因为不锈钢具有良好的耐腐蚀性能和硬度。
（2）铝合金的磨损性能最差，这是因为铝合金的硬度较低，易被磨损。
摩擦磨损论文
常见摩擦材料简介摘要：摩擦磨损是造成材料损耗的主要原因。
根据不同的用途，将用到不同的耐摩擦材料。
本文将介绍几种常见的摩擦材料及其相应的主要功能。
关键字：摩擦磨损石棉粉末冶金润滑自修复1.前言磨损是机械零件失效的3大原因(磨损、腐蚀和断裂)之一。
1957年Burwell按照磨损机理将磨损分为4大基本类型，即粘着磨损、磨料磨损、表面疲劳磨损和腐蚀磨损，这些磨损使机械部件的摩擦表面出现裂纹、梨沟、麻点等缺陷，是造成机械零件失效的主要原因[1]。
磨损是造成材料损耗的主要原因之一，据不完全统计，能源的1/3到1/2消耗于摩擦和磨损；大约80%的机器零件失效是由于磨损引起的。
据我国冶金矿山、农机、煤炭、电力和建材五个部门的不完全统计，每年仅备件消耗的钢材就在150万吨以上。
我国每年因磨损造成球磨机磨球消耗近200万吨，球磨机和各种破碎机衬板消耗近50万吨，轧辊消耗近60万吨。
斗齿是挖掘机上磨损最严重的零件，由于其在作业过程中直接与砂土岩石等接触，工作条件十分恶劣，根据对三峡工地斗齿使用情况的统计，磨损是其主要的失效形式，占90-95%。
磨损造成的经济损失十分巨大，我国每年由于磨损造成的材料损失和能源浪费高达10亿元，煤炭工业用的刮板输送机仅中部槽的磨损所造成的损失每年即高达1亿元。
摩擦与磨损不仅消耗大量能源和材料，而且由于磨损导致零件失效后，修复或者替换零件，以及因此造成的停工给工业生产带来了巨大的损失。
因此一些工业部门对于耐磨材料的需求越来越广泛，比如水泥工业的碾碎机、煤炭工业的粉碎机等都需要耐磨性能优异的材料[2]。
航空发动机作为飞行器的心脏, 其零部件长期工作在高负荷、高工作温度的情况下, 容易因运转部件疲劳或磨损引起故障, 严重影响发动机的正常使用。
为了保证航空发动机的正常运行专门设置了滑油系统, 用于减少零部件之间的摩擦并带走摩擦产生的金属碎屑。
目前航空发动机磨损趋势预测模型主要有灰色模型[3] 、时序模型[4] 、支持向量机模型以及神经网络模型[5],这些模型从不同的角度提取了零部件的磨损信息。
表面摩擦与磨损综述总结
表面摩擦与磨损摘要：简要介绍了摩擦与磨损的定义，摩擦的分类及评价方法；磨损的分类及评价方法；磨损的评价方法；抗摩擦磨损表面强化技术。
关键词：摩擦；磨损；表面1 引言摩擦与磨损是自然界存在的普遍现象, 摩擦对人类的生活和生产活动有利有弊, 而磨损却是有百害而无一利。
摩擦与磨损对能源及材料的消耗是相当可观的, 据粗略估计, 有1/3 ～ 1/2的能源消耗于磨损, 而磨损又常常是机器零部件失效的主要原因。
摩擦与磨损是发生在相互接触并相对运动的两个固体表面之间, 因此接触表面的特性, 诸如表面粗糙度及硬度等与摩擦、磨损关系密切。
有些表面特性是由材料的本性决定的, 此外, 还可以采用各种方法对材料表面进行改性, 其中表面处理技术中的电镀及复合镀等则是常用的手段。
在制备减摩及耐磨镀层时需进行检测, 因此, 有必要对摩擦及磨损的定义、产生原因和测试方法等有一定程度的了解[1]。
2 摩擦与磨损的定义摩擦的定义是:两个相互接触的物体在外力的作用下发生相对运动或者相对运动趋势时,在切相面见间产生切向的运动阻力,这一阻力又称为摩擦力。
磨损的定义是:任一工作表面的物质,由于表面相对运动而不断损失的现象。
据估计消耗在摩擦过程中的能量约占世界工业能耗的 30%。
在机器工作过程中，磨损会造成零件的表面形状和尺寸缓慢而连续损坏，使得机器的工作性能与可靠性逐渐降低，甚至可能导致零件的突然破坏。
人类很早就开始对摩擦现象进行研究，取得了大量的成果，特别是近几十年来已在一些机器或零件的设计中考虑了磨损寿命问题。
在零件的结构设计、材料选用、加工制造、表面强化处理、润滑剂的选用、操作与维修等方面采取措施，可以有效地解决零件的摩擦磨损问题，提高机器的工作效率，减少能量损失，降低材料消耗，保证机器工作的可靠性[2]。
3 摩擦的分类及评价方法在机器工作时，零件之间不但相互接触，而且接触的表面之间还存在着相对运动。
从摩擦学的角度看，这种存在相互运动的接触面可以看作为摩擦副。
机械工程中的摩擦磨损分析与优化研究
机械工程中的摩擦磨损分析与优化研究摩擦磨损是机械工程中一个重要的问题，尤其是在机械零部件的运动接触过程中。
摩擦磨损不仅会导致机器性能下降，还会加速零部件的老化和损坏，严重影响机械设备的使用寿命和安全性。
因此，对于摩擦磨损现象的分析与优化研究具有重要的意义。
首先，我们需要了解摩擦磨损的基本概念和分类。
摩擦磨损可以分为干摩擦和液体摩擦两种形式。
干摩擦主要指两个物体直接接触并摩擦产生磨损，而液体摩擦则是指两个物体之间存在润滑介质，并通过介质的黏滞力来减小摩擦磨损。
根据摩擦表面之间的相互作用方式，摩擦磨损可以进一步分为滚动摩擦、滑动摩擦和滑滚摩擦。
其次，我们需要深入了解摩擦磨损的机理。
摩擦磨损的机理涉及力学、热学、材料学等多个领域的知识。
在摩擦磨损过程中，摩擦表面之间的微小凹凸结构相互嵌入和剥离，导致表面物质的疲劳和损坏。
摩擦磨损还会产生高温和高压等极端条件，使材料发生相变和相变，进一步破坏材料的结构。
然后，我们可以探讨摩擦磨损分析的方法和手段。
目前，常用的摩擦磨损分析方法包括实验测试、数值模拟和理论分析等。
实验测试可以通过建立摩擦磨损试验台，对材料和设备进行实际测试，获得摩擦磨损的数据和现象。
数值模拟则可以通过有限元分析等方法，对摩擦磨损过程进行模拟和仿真。
理论分析则是通过基于摩擦学原理和材料力学等理论，对摩擦磨损进行预测和分析。
最后，我们可以讨论摩擦磨损优化的方法和措施。
减少摩擦磨损可以通过多种途径实现。
首先，我们可以选择更好的材料，如涂层材料、高强度合金材料等，来提高材料的抗磨性能。
其次，使用润滑剂和润滑剂可以减少摩擦磨损，如油脂、润滑油等。
此外，采用合适的润滑方式，如油脂润滑、水润滑、固体润滑等，也可以降低摩擦磨损。
此外，还可以通过改变接触条件、调整工作参数等措施来减少摩擦磨损。
总之，对于摩擦磨损分析与优化研究的深入探讨，可为机械工程中的零部件设计、制造和维修提供重要参考和指导。
只有通过不断地研究和实践，才能不断优化机械工程的摩擦磨损性能，提高机械设备的工作效率和使用寿命。
摩擦磨损机理及其控制研究
摩擦磨损机理及其控制研究随着工业技术的不断发展，人们对材料的性能和寿命周期也越来越注重。
然而，摩擦磨损作为材料研究中的一个重要领域，却一直都是一个难以克服的问题。
此外，摩擦磨损不仅会影响材料的寿命，还会导致许多其他问题，如能源消耗、环境污染等。
因此，研究摩擦磨损机理及其控制方法不仅能大大提高材料的使用寿命，还能减少能源消耗和环境污染。
一、摩擦磨损的机理摩擦磨损是一个非常复杂的过程，涉及多种因素。
通常，我们将其分为三种基本形式：表面磨损、刻蚀和疲劳磨损。
表面磨损是指材料表面因为摩擦而造成的磨损，主要包括磨擦、刮伤和破裂等。
表面磨损的机理很复杂，与材料的结晶组织、表面形貌和结构、氧化膜和温度等因素密切相关。
此外，表面磨损还受到磨擦剂和润滑剂等方面的影响。
刻蚀是指在材料表面形成大面积凹坑的摩擦磨损形式。
刻蚀的机理是材料表面与摩擦副中的硬质颗粒相互作用，导致材料表面的碎片、磨屑、腐蚀产物等被刮出表面，从而形成凹坑。
刻蚀也受到材料性质、表面形貌和摩擦剂等因素的影响。
疲劳磨损是指材料在经历了多次摩擦后逐渐出现的某些局部磨损区域，通常是由于材料表面组织的损坏而引起的。
疲劳磨损的机理是材料表面与摩擦副中的颗粒重复接触，导致材料表面损伤，最终导致疲劳磨损。
二、摩擦磨损的控制方法为了解决摩擦磨损问题，人们提出了多种控制方法。
下面我们就来逐一分析这些方法的特点和优缺点。
1、润滑法润滑法是一种常用的摩擦磨损控制方法，它可以通过在摩擦副中添加润滑剂减少磨损。
润滑剂的作用是在摩擦表面形成一层润滑膜，降低表面摩擦系数和摩擦温度，减少摩擦磨损。
润滑法的优点是控制简单,成本低。
但是，润滑膜的稳定性和耐磨性仍然是一个很大的问题，而且润滑剂的使用也会对环境造成一定的污染。
2、涂层法涂层法是通过在材料表面上覆盖一层抗摩擦、抗磨损能力强的涂层，来控制摩擦磨损。
涂层法的优点是有效、稳定性好，可以根据需要选择不同材料的涂层，可以承受不同的磨损形式，如高温、高速等。
摩擦磨损的研究进展与应用
摩擦磨损的研究进展与应用摩擦与磨损是物理学和工程学领域一个长期存在的研究问题。
在工业制造和机械运动领域，摩擦好坏直接影响机器性能和使用寿命。
磨损则是一个不断发生、不断累积的过程，不仅减少机器使用寿命，还在环境中引起很多污染问题。
因此，摩擦磨损的研究越来越受到注意。
1. 摩擦磨损机制研究摩擦磨损是一个复杂的物理过程，其中涉及力学、热力学、材料学等多个学科，其机制研究需要综合考虑各因素交互作用。
当前，随着计算机技术的迅速发展，摩擦磨损机制的研究逐渐从实验向仿真模拟转化。
仿真模拟可以针对不同材料、不同场景的摩擦磨损现象进行建模，计算机可以进行大量的计算和统计分析，为摩擦磨损机制的研究提供了极大的便利。
研究表明，材料表面的形态和结构是影响摩擦磨损的重要因素之一。
例如，表面粗糙度、硬度、弹性剪切模量等参数对摩擦磨损过程的发生和演化具有显著影响。
此外，表面化学成分、温度、周围介质的性质也重要地决定了摩擦磨损机理。
2. 摩擦磨损检测与监测磨损是一个会不断发生、不断累积的过程。
它不仅会降低机器使用寿命，还会引起很多环境问题。
因此，能够及时、准确地检测和监测磨损状态是非常关键的。
随着科技的不断进步，越来越多的检测与监测技术出现，它们正在发挥着重要的作用。
目前，常见的摩擦磨损检测方法包括非接触式检测和接触式检测。
非接触式检测技术是利用各种传感器、光学仪器来捕捉物体运动和表面形态，采用图像识别和分析技术来进行检测；接触式检测技术则是通过观察物体的接触面来判断其磨损状态。
同时，还有电化学法、声学法、磁力法等也有广泛应用。
在磨损状态监测方面，目前主要有两种策略：一种是周期性检测，另一种是在线监测。
周期性检测方法即按照一定的时间周期对被检测设备进行检测；在线监测则是在整个运行周期中实时地对被检测设备进行监测和反馈。
在线监测方法大大提高了监测的准确性和实时性，是目前摩擦磨损监测的主流技术。
3. 摩擦磨损材料设计为了提高机器和设备的使用寿命，同时减少磨损带来的环境问题，研发各种抗摩擦磨损材料也是一个很重要的方向。
摩擦磨损 摩擦学论文
1.概论摩擦学的研究, 不但对国民经济具有很重要的技术经济意义, 而且有深远的科学理论价值, 引起了世界各先进国家的普遍重视, 也受到了我国有关部门的重视。
摩擦磨损实验机是研究摩擦学的重要工具之一。
磨损是材料失效的主要形式之一,对材料进行摩擦磨损实验是研究材料性能的常用方法。
摩擦磨损实验机主要用于测试在不同速度、较小载荷条件下各种材料和润滑剂的摩擦性能,然后进行摩擦磨损机理的研究。
摩擦磨损实验中常用的摩擦实验机,主要有往复式和球盘式（或销盘式）两种,考虑到实验条件以及试验特点,研制了一种球盘式摩擦实验机,这种结构的摩擦磨损实验机体积小、机械传动结构简单、试件装夹方便,便于不同材料的摩擦学性能测试。
1.1摩擦磨损实验机的研究范围和目的摩擦磨损试验机是进行摩擦学试验研究必不可少的设备，充分地了解和分析摩擦磨损试验机的特点，并对其进行恰当的分类，则是进行试验机设计的基础。
机械设备中的零部件的摩擦磨损性能是由材料、工作参数、接触几何及环境条件等因素决定的；因此，研究零部件的摩擦磨损性能，需要根据使用场合的情况设计试验并选择适当的实验机和评价参数。
1.1.1摩擦磨损实验机的适用范围：在一定的接触压力下，能够模拟滚动、滑动或滑滚复合运动，具有多种摩擦副，能够完成点、线、面摩擦模拟试验。
可用来评定润滑剂、金属、塑料、涂层、橡胶、陶瓷等材料的摩擦磨损性能。
既能满足传统石化行业用户研制、开发、检测各种中高档系列液压油、内燃机油、齿轮机油的需求，又能满足新兴材料开发、新工艺研究用户进行模拟评定测试的需求。
1.1.2摩擦磨损实验机的研究目的：摩擦、磨损和润滑作为一种自然现象，不仅在机械设备中而且在人们的生活中也广泛存在着(机器的寿命、人们、关节)，过去仅从力学角度研究摩擦、磨损现象，而对摩擦的结果带来的危害估计不足，据统计，世界上约有 l/3～l/2的能源，以各种形式消耗于摩擦中；摩擦又带来两物体摩擦接触表面的磨损，磨损使机器零件失去工作能力而失效，约占总失效的30％。
机械工程中的摩擦和磨损分析
机械工程中的摩擦和磨损分析摩擦和磨损是机械工程中一个非常重要的问题，在各个领域都有广泛的应用。
机械部件的摩擦和磨损不仅会减少机械系统的寿命，还可能导致不必要的故障和损失。
因此，对于摩擦和磨损行为的分析和理解对于设计和维护高性能的机械系统非常关键。
首先，我们来讨论一下摩擦的基本原理。
摩擦是指两个物体在接触面上相对运动时产生的阻力。
摩擦力的大小与接触面的性质、润滑状况以及施加在物体上的压力有关。
光滑的表面和适当的润滑可以减少摩擦力，从而降低能量损失和机械磨损。
摩擦力的大小也与物体间的形状和表面粗糙度有关。
在机械系统中，摩擦的控制和管理是非常重要的。
一方面，适当的摩擦力可以确保机械部件的稳定性和可靠性。
另一方面，过高的摩擦力会导致能量损耗和磨损加剧。
因此，我们需要对摩擦力进行合理的控制。
然而，机械部件在运行过程中难免会出现磨损现象。
磨损是由于相对运动的机械部件表面之间的接触而引起的，通常也与摩擦有关。
磨损会导致机械部件尺寸减小、表面质量下降、性能下降甚至故障。
因此，磨损的分析和评估对于确保机械系统的正常运行非常重要。
了解磨损的机理是进行磨损分析的基础。
磨损通常可以分为三种基本类型：磨粒磨损、痕迹磨损和表面磨损。
磨粒磨损是由于夹杂物或异物在接触面间形成摩擦而划伤表面的现象。
痕迹磨损是由于固体颗粒在摩擦过程中刮伤表面所引起的。
表面磨损则是由于两个表面直接接触导致的落料、刮擦或剪切。
我们有多种分析方法来研究摩擦和磨损现象。
其中一种常用的方法是摩擦试验。
摩擦试验可以模拟实际工况，通过测试材料间的摩擦性能来评估磨损行为。
摩擦试验可以提供有关摩擦系数、摩擦副间的复杂相互作用以及摩擦表面特征的信息。
此外，表征和评估磨损的技术也在不断发展。
例如，扫描电镜技术可以用于观察和分析磨损表面的形貌和结构。
红外热成像和声发射技术可以用于实时监测和检测机械系统中的磨损。
这些新技术为磨损分析提供了更加全面、准确的数据。
通过对摩擦和磨损行为的认识和分析，我们可以采取有效的措施来减少磨损和延长机械部件的使用寿命。
第二章摩 擦磨损润滑
4、分子—机械理论（摩擦二项式定律） 认为滑动摩擦是克服表面微凸体的机械啮合和分 子吸引力的过程，因而摩擦力就是接触面积上的分子 和机械作用所产生的阻力总和。 其摩擦系数的表达式为：
f
Ar
FN
式中： 为与表面分子特性有关的参数; . 为与表面机械特性有关的参数; Ar为实际接触面积; FN为法向载荷 分子—机械理论考虑的因数较多，比较符合实验的结 果。能非常好地适用于边界润滑及某些干摩擦状态。
认为摩擦起源于表面粗糙度，摩擦力是表面微凸 体机械啮合力的总和。滑动摩擦中能量损耗于微凸体 的相互啮合、碰撞以及弹性变形。 2、分子作用理论 认为分子间电荷力所产生的能量损耗是摩擦的起 因，摩擦力是由摩擦表面分子间的相互吸引力形成的。
3、粘着摩擦理论 粘着理论认为：
摩擦表面处于塑性接触的状态；
滑动摩擦是粘着与滑动交替发生的跃动过程； 摩擦力是粘着效应和犁沟效应产生阻力的总和。 两金属表面在法向载荷FN作用下的实际接触面积Ar 和名义接触面积A相比是很小的，这样微凸体接触区所 受的压力很高，使材料发生塑性变形，表面边界膜遭到 破坏，从而使基体金属发生粘着现象，形成冷焊结点。
三、液体摩擦（液体润滑） 当摩擦表面间的润滑膜厚度大到足以将两个表面 完全隔开，即形成了完全的液体摩擦。这时，润滑剂 中的分子已大都不受金属表面吸附作用的支配而自由 移动，摩擦只发生在液体内部的分子之间，所以摩擦 系数极小，大约 f = 0.001 0.008，而且不会有粘着磨 损产生，是理想的摩擦状态。
在简单粘着理论中摩擦系数 f 的表达式则为：
F Ar B B 较软材料剪切强度极限 f FN Ar sc sc 较软材料受压屈服极限
简单粘着理论由于在分析实际接触面积时只考虑受压 屈服极限，而在计算摩擦力时又只考虑剪切强度极限， 没有考虑由法向载荷产生的压应力及由切向力产生的切 应力的联合作用，因此得出的滑动摩擦系数与实测结果 有很大的出入，为此，Bowden等人于1964年又提出了一 种更切合实际的修正粘着理论。可参考有关资料。
摩擦磨损润滑论文
工程机械润滑故障及对策随着现代工程机械向着高精度、高效率、高速度、重载、节能、可靠性、维修性的方向飞速发展，其结果必然导致机械中摩擦部位所处的条件更加严酷，因此，搞好润滑是工程机械设计、制造、使用、维修和管理工作中极为重要的一环。
它对于更充分地发挥工程机械的性能和作用、提高可行性、防止事故的发生、延长使用寿命、节约能源和材料、提高生产效率、降低维修费用等，起到不可估量的作用，经济效益和社会效益十分可观。
在使用过程中，因润滑故障而使机械设备造成事故约占40％以上。
润滑事故不仅损害机械设备本身，而且因机械设备停产会造成更大的损失。
因此，有必要对其进行探讨。
从理论上分析机槭润滑系统的技术状况总是随着它的使用时间的延长而逐渐恶化。
故机械润糈系统发生故障的可能性总是随着使用时问的延长而增大．因而它是时间的函数，但故障的发生具有随机性，上述所指函数只能是随机函数，也就是说机械润滑系统发生故的情况只能用概率来表示。
若机械润滑系统的随机寿命(无故障工作时间)为T，则在使用时间t内．发生故障的概率可表示为：由概率理论可知，故障概率的分市是其密度函数的积累函数，因此故障概率的密度函数可表示为：且有：无故障概率与故障概率可构成一个完整的事件组，即：从而故而得出机械润滑系统的故障概率密度函数f（t）为一正态分布函数如图1a所示，则相应的R（t）和F（t）如图1b所示。
故障率是反应某一瞬时可能发生的故障相对于该瞬时残余率之间的关系即：所以对上式进行两边积分由此可以清楚的看出的内在关系经理论分析机械润滑系统故障率的类型为惭增型和恒定型，通常渐进型用的威布尔分布来描述即：式中为威布尔分布的位置参数而恒定型的（常数)故称之为随机故障或偶然故障，从大量的机械润滑系故障中发现渐进型是属于正常的失效讥理．故而在下面的分析中．重点以恒定性故障为主加以论述。
为施工现场提供有教而可靠的使用、管理和维护方法。
在工程机械设备事故中，润滑故障或因润滑原因而引发的其它故障所占的比例相当大。
摩擦磨损实验报告概要
摩擦磨损实验实验报告汪骏飞（机自92 学号09011041）一、实验目的1. 摩擦系数和磨损量的测量2. 了解和熟悉表面粗糙度测量仪、电子分析天平、多功能摩擦磨损试验机等实验仪器的基本原理与实验步骤二、实验仪器1. 表面粗糙度测量仪2. 光学显微镜3. 电子分析天平4. 多功能摩擦磨损试验机三、实验内容1. 摩擦系数的读取2. 磨损量的测量3. 磨损前后的表面形貌的显微观察，辨别磨损形式四、实验步骤1. 用丙酮在超声波中清洗钢球和圆盘，然后用脱脂棉球擦拭；最后热风吹干待用2. 将一个清洁钢球安装在球夹具中，并固定于摩擦试验机3. 测试试样的表面粗糙度4. 用双面胶把圆盘固定于摩擦试验机5. 在实验载荷和速度下，开动电动机驱动主轴旋转6. 试验时间达到给定时间时，关掉电动机，卸去载荷取出试样，并清洗试样7. 用光学显微镜测量球上的磨斑直径，显微镜观察圆盘的磨痕宽度和深度，取平均值8. 清理现场9. 撰写实验报告五、实验参数试样：直径9.5mm的钢球；直径30mm，高度5mm的高速工具钢涂层圆盘实验条件：载荷5n或10n；速度0.05m/s；时间：20min；润滑方式：干摩擦实验内容：1. 摩擦系数的读取：（1）静摩擦系数静摩擦系数随着时间慢慢减小，一开始为最大cof=0.004 半径：radius = 8.999mm 速度：velocity = 0 m/s 力： set force = -10 n （2）动摩擦系数的读取：半径：radius = 8.999mm 速度：velocity = 53.05 力：set force = -10n 对12000行数据进行数学计算，发现cof在0.28附近，不妨取cof=0.28 3.磨损量的测算：（1）小钢球磨损直径d=830.27+838.622=834.45um 已知球半径r=9.5mm求线磨损量：h=r? r2?(2=18.36mm 2d磨损体积v=πh2 r?3 =5.02×10?3mm3 h磨损系数：取硅薄膜的维氏硬度为1400hv 由archard磨损公式vh5.02×10?3×1400k===5.85×10?2 由以上数据分析知，钢球与硅薄膜之间的磨损属于严重磨损（2）圆盘圆盘的磨损量图：上图的圆环宽度为0.15176mm，求出磨损体积为0.53132mm 3.磨损前后表面形貌的观察：小钢球： 3 对于圆盘：对两个图像的分析发现，两者均为磨料磨损。
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表面呈现明显的犁沟,磨损机理以犁削磨损为主. 这是由于TiN薄膜硬度大大超过GCr15钢球硬度,且多弧镀TiN薄膜表面微观凸凹不平,在摩擦切向力作用下对钢球产生犁削磨损.
这说明磨损主要发生在对磨钢球上,磨屑主要为Fe的氧化物,这层氧化物对TiN薄膜有一定的隔离保护作用
经磨球反复挤压后与TiN表层有较好的黏着性,进而替代TiN薄膜,与磨球形成摩擦接触面. 随着稳定、均匀的转移层的逐渐形成,摩擦系数趋于稳定[ 6 ]
摩擦切向力增大,容易使硬质TiN磨粒脱落,犁削作用和颗粒磨损的增强导致摩擦系数增大. 与此同时应力增大使接触面积变大,摩擦系数相应提高.
高速下涂层有较好的减磨抗磨作用
涂层磨损的原因为粘着磨损、氧化磨损及扩散磨损
几类涂层在与Si3N4对磨时，只有TiN涂层未从基体上剥落
以前的研究表明[19-20]，TiOx在摩擦过程中起到了润滑剂的作用；所以当温度到达400°时，在摩擦轨迹上形成的Ti的氧化物使得摩擦系数降低。
这是因为在摩擦轨迹上形成的Cr的氧化物减轻了摩擦
表面光滑平整，相当于抛光磨损抛光磨损机制、破损和剥离是TiCN 图层的主要磨损机制
从基体剥落
涂层中的气孔
摩擦层是由氧化铬摩擦碎片经挤压在摩擦轨迹上粘接形成
在室温下，对磨面光滑，在TiN涂层轨迹上发现了含有Si和O的摩擦层，金相学观察表明在25°时涂层发生磨料磨损伴随着Si3N4的化学分解
TiN涂层的表面粗糙，产生了很深的中央凹槽
TiOx的形成起到了润滑的作用，因此摩擦系数下降
高的接触面温度源于较高的滑动速度和载荷产生的摩擦热。
这种环境下引起的涂层和基体之间的热应力失配，界面应力的变化、基体的塑性流动都是涂层失效的原因
在25°摩擦时，两摩擦表面平整光滑，涂层未发生破损。
在涂层的表面有很薄的一层转移层，经分析这是由于相对较软的Si3N4发生了摩擦化学分解后形成的。
Si3N4经化学分解后形成的氧化膜在摩擦的过程中会与氧和水继续反应。
对磨球的摩擦表面很光滑并存在非晶体水化物SiO2或Si(OH)4，从而降减少了摩擦。
结晶的SiO2是在摩擦过程中产生的并对较硬的TiN涂层起到了抛光的作用。
[2] [10,12,13]
出现的磨损犁沟说明摩擦球和涂层之间仍然有很大的接触应力因而照成了涂层的破坏，由于中心犁沟的出现，摩擦轨迹的宽度急速下降[2]
TiN涂层随着磨损的加剧，越来越多的磨屑不断的作用于涂层，直到700°时涂层完全被破坏。
经观察分析摩擦轨迹的两侧有对磨球的转移材料以及犁沟出现[3]
经过磨合阶段后显著下降，这是因为在表面形成了氧化物保护层[4]氧化物的剪切强度较低[4]
TiAlN涂层的摩擦系数较大且不稳定，这是因为涂层材料转移到对磨球上并氧化，摩擦表面间的氧化质点使得磨损加剧[4]
粘着磨损，球向涂层转移[4]
但在某种特定条件下摩擦轨迹窄且深（由于球材料向轨迹转移，摩擦轨迹不应该很深），这时会认为是由对磨件之间的摩擦化学反应引起的。
[4]
在摩擦轨迹和磨屑中发现了对磨球上的元素和氧，说明较多的对磨球材料转移到摩擦轨迹上并氧化[4]
在高速下的抗磨损能力较强[4]
磨屑（白色物质）没有在摩擦轨迹上，而是聚集在了摩擦轨迹的边缘，并且可以用丙酮洗掉，这说明白色的磨屑并不是化学性的而是物理性的粘着在轨迹边缘[4]
高的摩擦系数显示出的是边界润滑原理，在CrN/Si3N4摩擦中，润滑膜很薄，且接触区域较大，因此表现出机械磨损，造成了涂层的严重磨损。
相反，润滑膜较厚时，摩擦表面变的光滑平坦，所以摩擦化学
反应是主要的摩擦机制，因此磨损率较小。
[5]
在高速高载时，摩擦化学摩擦是主要的磨损机制[5]。
[5]
Si3N4+6H2O=3SiO2+4NH3(m) [0]
摩擦的过程中的氧化物具有好的抗磨损和热稳定性[0]
摩擦轨迹有不同的区域组成，黑色区域涂层仍存在，白色区域涂层被磨破[6]
Si3N4经常在表面出现氧化反应，而Al2O3较为惰性。
Si3N4的硬度较低，且和涂层一样都是一共价键结合，因此与对磨球与涂层的相容性较大，强烈的粘着吸附照成大的颗粒的形成[6]
硬的颗粒对涂层来讲起到了切削的作用，通过检测发现这些颗粒是一些摩擦区域的氧化物[6]
Cr2O3的硬度非常高[6]
CrN/Si3N4与CrN/Al2O3的磨损机制为粘着、氧化和磨粒磨损[6]
摩擦实验机的模型图
摩擦系数变化的详细叙述
TiAlN涂层用了很少的圈数摩擦系数稳定是因为摩擦率的急剧升高，而且在稳定的摩擦阶段摩擦系数下降并产生震荡，这是由于在摩擦区域磨屑的聚集引起的
在整个的实验过程中CrAlN的摩擦系数都要低于TiAlN
稳定阶段CrAlN和TiAlN的摩擦系数分别为。
0.75和0.85
摩擦系数下降的原因是由于摩擦化学反应和磨屑机制引起的，不同的摩擦化学反应和磨屑机制引起TiAlN摩擦系数的震荡
对于TiAlN涂层来说，主要的现象就是大面积的磨屑层粘着在摩擦轨迹上，并形成犁沟细槽
CrAlN涂层产生的磨屑被送出摩擦区域并累计在轨迹边缘
TiAlN摩擦系数的震荡是由于在摩擦区域聚集的磨屑产生的附加载荷引起的
Si3N4 +6H2O→3SiO2 + 4NH3(↑)磨屑中主要含硅，这是由于Si3N4与空气中的水反应生成的
CrAlN在摩擦后形成的光滑表面，好像一个镜面，可能是由于磨屑能够轻易的排出摩擦区域形成的
CrAlN和TiAlN在摩擦方向的犁沟是基本的特点
TiAlN在摩擦时产生大量的磨屑，经不断的摩擦、研磨和压实形成了磨屑层
对于TiAlN来说，在摩擦区域的中间出现含Si的磨屑说明Si3N4转移到了涂层的表面，并形成转移层
或者说磨屑轻易地在摩擦区域集聚
在摩擦轨迹上较厚并且粗糙的磨屑层造成了稳定摩擦状态摩擦系数的震荡
CrAlN涂层含Cr和Al，可以形成光滑、较薄和热稳定性较好的氧化物
Cr和Al的氧化物对涂层起到了很好的抗摩擦和抗热作用
没有发现其他的峰产生，可能是由于摩擦化学反应的生成物的无定型性引起的
TiAlN的磨损机制为氧化和磨粒磨损并伴随着磨屑层，因此造成的非常严重的破坏。
CrAlN呈现出较好的抗氧化和抗剥落的能力[7]
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