摘要：摩擦和磨损是摩擦学领域的重要组成部分,摩擦是两个接触表面之间的相互作用而引起的滑动阻力和能量损耗,而...摩擦和磨损是摩擦学领域的重要组成部分,摩擦是两个接触表面之间的相互作用而引起的滑动阻力和能量损耗,而磨损则是两相互接触的物体在相对运动的过程中表面材料不断损伤的过程。摩擦是磨损的前提和基础,磨损是摩擦的结果和积累。据统计,全世界所使用的能源大约有30%～50%是由机械零部件的摩擦和磨损所消耗的,且机械零部件的失效和破坏大约有60%～80%是由磨损所引起的。因此,对于摩擦和磨损的研究也越来越受到国内外专家和学者的重视。摩擦和磨损的研究目前主要集中于实验的测量和定性的分析,而对于定量的计算分析却不多见,较系统和适用的摩擦磨损计算分析软件还十分匮乏。本课题正式基于此,依托于国家自然科学基金项目“计算摩擦学”(项目编号:51575190),对摩擦磨损计算进行了相关研究,并开发了一款可供科研工作人员和工程技术人员使用的计算摩擦学专家系统。其主要内容如下:(1)根据齿轮副在啮合过程中的运动规律及其受力特点,建立了渐开线直齿轮磨损计算模型,并运用数值计算方法详细分析了齿廓接触点处的压力角与其相对滑动系数、相互摩擦距离、磨损率、磨损量之间的关系。对于一些常见的摩擦磨损问题,本文也给出了具体的计算公式和简要的说明。(2)根据计算摩擦学专家系统的相关特点和所需要实现的各种功能,对开发本系统所用到的关键技术和相关理论进行了详细的阐述,并通过对比分析,确定了系统的开发工具(Visual Basic 6.0)和后台数据库(SQL Server 2008)。(3)采用被大多数科学家证实且较为实用的摩擦磨损计算方法,运用合适的编程手段,将摩擦磨损计算通用理论转化为可供使用计算程序,从而建立了本专家系统的摩擦计算模块、磨损计算模块、常见机械零部件磨损计算模块。(4)收集并整理了大量与摩擦磨损计算相关的数据参数及相关知识,并通过功能强大的SQLServer数据库管理系统建立相应的数据库,以辅助摩擦计算模块及磨损计算模块的使用,增强了专家系统的实用性。(5)充分考虑用户的使用需求,在建立单机版计算摩擦学专家系统的基础上,通过互联网编程技术,利用本课题组自主开发的网络教学平台(机械设计网),建立了网络版的摩擦磨损计算程序模块,既方便用户多渠道使用,也便于本系统的快速推广。(6)阐述了滑动摩擦系数的计算方法和原理,并给出了较为实用的计算公式。同时,通过试验的方法,从不同的角度(载荷、材料、表面形貌、试验设备)验证了该计算公式的准确性。更多还原显示全部
