磁场作用下有机-金属摩擦副的制动摩擦学行为与机理研究-机械设计及理论专业论文.docx

万方数据 万方数据 学位论文使用授权声明 本人完全了解中国矿业大学有关保留、使用学位论文的规定，同意本人所撰写的 学位论文的使用授权按照学校的管理规定处理： 作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者须授权所在学校拥有学位论文 的部分使用权，即：①学校档案馆和图书馆有权保留学位论文的纸质版和电子版，可 以使用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文；②为教学和科研目的，学 校档案馆和图书馆可以将公开的学位论文作为资料在档案馆、图书馆等场所或在校园 网上供校内师生阅读、浏览。另外，根据有关法规，同意中国国家图书馆保存研究生 学位论文。 （必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本授权书）。 作者签名： 导师签名： 年 月 日 年 月 论文审阅认定书 研究生 卢立建 在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要 求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文, 经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符 合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。 导师签字： 年 月 日 致谢 本论文是在导师鲍久圣副教授的悉心指导下完成的。从论文选题、研究方案制定、 试验结果分析、论文内容格式修改到最终定稿，都凝聚了导师的心血和智慧。导师严 谨的治学态度、敏锐的学术洞察力、渊博的学识、勤奋的工作态度，一直激励着我不 断进步。无论在生活、学习还是为人处事，导师都给予了热切的关怀和指导。在这三 年中，我学到了宽广、扎实的专业知识，学到了严谨、条理的写作表达，学会了细致、 执着的工作态度。在此向导师表示最诚挚的敬意和衷心的感谢。 非常感谢实验室的师弟师妹们在学习和生活上提供的帮助，感谢张成军、刘金革、 胡东阳在制动试验数据处理及摩擦学机理分析方面提供的帮助，感谢李增松在制动试 验台测控系统改造上提供的帮助，感谢纪洋洋、杨帅、刘阳、韩培欣在论文撰写中提 供的帮助。 由衷感谢兰州化学物理研究所的赵家政研究员在电镜分析、成分分析方面热情细 致的讲解，老先生渊博的学术知识、热情的待人处事给我很深的印象。 另外感谢孙佳胜、陈楠轩等同学在信号测试分析、小波分析、摩擦学原理方面无 私的帮助。 特别感谢我的家人在生活和学习上的支持和鼓励，他们的支持和肯定给予了我极 大地精神动力。 本文的 研究 工作得 到 了 清华 大学 摩擦学 国 家重点 实验 室开放 基 金（编 号： SKLTKF13B09）和中国矿业大学青年科技基金（编号：2011QNA09）的资助，在此 特致谢意！ 最后，衷心感谢参与评阅论文和答辩的老师和专家！ 摘要 摩擦制动器是交通车辆和工业设备正常运行的重要安全保障装置，制动器的摩擦 学行为直接影响设备的可靠运行。制动器摩擦学行为受到多种因素的影响，表现出复 杂的变化规律。长期以来，研究不同因素对制动副摩擦学行为的影响规律一直是摩擦 学研究的重点。然而，在众多的影响因素中，磁场对制动副摩擦学行为的影响却并没 有得到应有的重视。实际上，由于许多工业设备制动器经常运行在电磁环境中，制动 器摩擦学行为必将受到磁场的影响。因此，研究磁场作用下摩擦副的制动摩擦学行为 及机理，对于拓展摩擦学内涵、指导制动器应用具有重要的理论价值和现实意义。 本文以实际应用最为广泛的制动摩擦副——有机-金属摩擦副为研究对象，通过 摩擦学试验研究了磁场对摩擦副制动摩擦学行为的影响规律及机理。首先，为了开展 制动摩擦副磁场摩擦学试验，以 X-DM 型块-盘式摩擦试验机结构为基础，对摩擦副 磁路结构进行理论分析、结构优化及有限元仿真，并对试验机测控系统的硬件和软件 进行升级改造，构建了制动摩擦副磁场摩擦学试验装置。其次，基于小波分析对摩擦 副制动摩擦过程进行分段研究，提取制动过程中摩擦、磨损和温度特征参数，实现了 对制动过程动态摩擦学特征的客观表征。再次，在不同磁场条件下开展制动摩擦试验， 试验研究了磁场作用下的有机-金属摩擦副的制动摩擦学行为。最后，通过电镜、能谱 分析等微观分析手段，结合摩擦学理论和摩擦学试验结果，揭示了磁场对制动摩擦副 摩擦学行为的影响机理。研究结果表明，本文改造设计的制动摩擦学试验装置能够真 实、可靠模拟制动过程；提取的特征参数能够全面、准确表征制动过程；制动摩擦学 试验结果能够真实反映磁场对摩擦副制动摩擦学行为的影响作用；制动副摩擦表面微 观分析能够充分、全面解释磁场对摩擦副制动摩擦学的影响机理。 该论文有图 57 幅，表 7 个，参考文献 95 篇。 关键词：摩擦磨损；磁场；有机-金属摩擦副；制动器；试验装置 I Abstract Brakes are applied widely as the safety protection device in equipment of transportation and in