第二章：汽车零部件的失效理论.ppt

第二章:汽车零部件的失效理论;第二章:汽车零部件的失效理论;难点： 1.汽车摩擦学-混合摩擦； 2.粘着磨损；微动磨损； 3.腐蚀磨损； 4.提高汽车零件抗疲劳断裂的方法； 5.基础件的变形；; 汽车零部件失效分析，是研究汽车零部件丧失其功能的原因、特征和规律； 目的：分析原因，找出责任，提出改进和预防措施，提高汽车可靠性和使用寿命。;第一节：汽车失效规律 ;1、汽车技术状况：汽车技术状况是定量测得的，表征某一时刻汽车外观和性能参数值（结构参数、技术状况参数）的总和。结构参数：汽车结构的各种特性的物理量，即几何尺寸、声学、电学等。技术状况参数：评价汽车使用性能的物理量和化学量。（1）汽车完好状况：汽车完全符合技术文件规定要求的状况，即技术状况的各种参数值。（2）汽车不良状况：汽车不符合技术文件规定的任一要求的状况。2、汽车的工作能力与汽车故障汽车工作能力：汽车按技术文件规定的使用性能指标，执行规定功能的能力。汽车故障：汽车部分或完全丧失工作能力现象。 ;一、汽车技术状况的变化;二、汽车失效规律;汽车零件失效分类 ;二、汽车失效规律;三、零件失效的基本原因;三、零件失效的基本原因⒈工作条件;三、零件失效的基本原因⒉设计制造；⒊使用维修；;第二节:汽车零部件磨损失效模式与失效机理;第二节:汽车零部件磨损失效模式与失效机理一、摩擦理论基本概念：;几种主要的摩擦理论;第二节:汽车零部件磨损失效模式与失效机理二、摩擦分类：;桶面环与气缸壁间的楔形间隙与油膜;轴颈与轴瓦间楔形润滑油膜建立过程;收敛油楔形成动压油膜;3、边界摩擦（边界润滑）:是指相对运动表面间被极薄的一层（通常只有几个分子直径厚）具有特殊性质的润滑膜所隔开的摩擦。 这时，润滑膜不遵从流体动力学定律，且两表面之间的摩擦不是取决于润滑剂的粘度，而是取决于两表面和润滑剂的特性。 边界摩擦中，存在于相对运动表面间的极薄的且具有特殊性质的油膜，称为边界膜。 依膜的结构形式不??可将其分为，吸附膜和反应膜；;A、边界润滑膜;B、边界润滑膜的形成;C、单分子层吸附膜的润滑作用模型; 当边界膜是反应膜时，由于摩擦主要发生在此熔点低、剪切强度低的反应膜内，从而有效的防止了金属摩擦副表面直接接触，也能使摩擦系数降低。;D、边界摩擦特性;D、边界摩擦特性;E、使用极压添加剂应注意的问题;[例]长时间停车后重新启动的汽车发动机气缸壁与活塞环在开始启动的最初时刻（尤其是气缸上部）、发动机运转正常；;对摩擦特性影响最大的因素:润滑油的粘度; 摩擦副相对运动速度; 摩擦副载荷  斯特里贝克曲线;;三、磨损的分类（一）磨料磨损及其失效机理;三、磨损的分类（一）磨料磨损及其失效机理;三、磨损的分类（一）磨料磨损及其失效机理;磨料硬度的影响：;磨料尺寸的影响;三、磨损的分类（二）粘着磨损及其失效机理;;三、磨损的分类（二）粘着磨损及其失效机理;三、磨损的分类（二）粘着磨损及其失效机理;三、磨损的分类（二）粘着磨损及其失效机理;滑动速度的影响;滑动速度的影响;三、磨损的分类（二）粘着磨损及其失效机理;三、磨损的分类（三）疲劳磨损及其失效机理;三、磨损的分类（三）疲劳磨损及其失效机理;裂纹的产生一般是由于切应力作用下因塑性变形而引起。纯滚动时，最大剪切应力发生在表层下0.786b（b为接触宽度之半）处，即次表层内，在载荷反复作用下，裂纹在此附近发生，并沿着最大剪切应力方向扩展到表面，形成磨损微粒脱落，磨屑形状多为扇形，在“痘斑”状点。当除纯滚动接触外，还带有滑动接触式，最大剪切应力的位置随着滑动分量的增加向表层移动，破坏位置随之向表层移动。;三、磨损的分类（三）疲劳磨损及其失效机理;三、磨损的分类（三）疲劳磨损及其失效机理;三、磨损的分类（三）疲劳磨损及其失效机理;三、磨损的分类（四）腐蚀磨损及其失效机理 ;三、磨损的分类（四）腐蚀磨损及其失效机理;三、磨损的分类（四）腐蚀磨损及其失效机理;3、分类（2）特殊介质腐蚀磨损;影响因素：A：气缸壁温度与腐蚀强度关系Tk是在一定压力下水蒸气凝结的露点，在温度低于Tk的Ⅰ区内为电化学腐蚀，腐蚀强度很高。温度高于Tk时，主要是化学腐蚀，随着温度的升高，腐蚀强度逐渐增高，随后又加剧。在Tk附近有一个腐蚀最小的理想区Tk~Tn，腐蚀强度最小。;影响因素：B：润滑油氧化;三、磨损的分类（四）腐蚀磨损及其失效机理;（3）穴蚀或空蚀;;（3）穴蚀或空蚀;三、磨损的分类（四）腐蚀磨损及其失效机理;三、磨损的分类（四）腐蚀磨损及其失效机理;（4）微动磨损及其失效机理4）影响因素：;滑动距离