平板與平板全塑性接觸下測量界面剪切強度的方法及其裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種平板與平板全塑性接觸下測量界面剪切強度的方法，采用雙平板滑動接觸進行測量，一塊平板接觸表面粗糙，另一塊平板接觸表面光滑。它包括以下步驟：Ａ、粗糙平板靜止，光滑平板以速度ｕ相對于粗糙平板作滑動；Ｂ、往兩平板接觸區供應被測潤滑油，使兩平板間形成流體動壓潤滑，在兩平板間施加載荷；Ｃ、要完成一次測量需要兩塊具有不同接觸表面硬度的粗糙平板，分別在這兩塊粗糙平板和光滑平板接觸上進行一次加載，分別測出粗糙平板接觸表面或光滑平板接觸表面上的摩擦系數值，求解得到τｓ０和αｓ值。采用本發明專利技術的方法及裝置，技術效果顯著，具有測試的潤滑油壓力范圍較大、結構簡單緊湊、容易實現、制造成本和使用成本較低、測量容易和測量精度較高等優點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及的參考文獻如下 Jacobson， B.0. ， High-pressure chamber measurements. Proc. Instn. Mech. Engrs. Part J : J. Eng. Trib. ， 2006， Vol. 220， 199-206. Kleemola， J. and Lehtovaara， A. ， An approach for determination oflubricant properties at elliptical elastohydrodynamic contacts using atwin_disc test device and a numerical traction model. Proc. Instn. Mech. Engrs. Part J : J. Eng. Trib. ， 2008， Vol. 222， 797-806. Workel， M. F. ， Dowson， D. ， Ehret， P. and Taylor, C. M. ， Measurements of the coefficients of friction of different lubricants duringimpact under high pressure and shear. Proc. Instn. Mech. Engrs. Part J : J. Eng. Trib. ， 2003， Vol. 217， 115-124. 溫詩鑄、楊沛然.彈性流體動力潤滑，北京清華大學出版社，1990. Zhang，Y. B. and Wen，S. Z. ，An analysis of elastohydrodynamiclubrication with limiting shear stress :Part I_Theory and solutions. TribologyTransactions, 2002， Vol. 45，135-144. 有鑒于此，本領域專利技術人尋求一種平板與平板全塑性接觸下測量界面剪切強度的 方法。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種平板與平板全塑性接觸下測量界面剪切強度的方法及 其裝置，它解決了上述現有技術所存在的問題，能夠達到同時測量大氣壓下潤滑油-接觸 表面界面剪切強度和潤滑油_接觸表面界面剪切強度_潤滑油壓力比例系數的目的。 本專利技術的技術解決方案如下 —種平板與平板全塑性接觸下測量界面剪切強度的方法，采用雙平板滑動接觸進 行測量，其中一塊平板接觸表面粗糙，具有球冠狀微凸體，其表面粗糙度Ra值為0. 1 m 0. 4 m，另一塊平板接觸表面光滑，其接觸表面粗糙度Ra值不大于0. 05 m ; 包括以下步驟 A、粗糙平板靜止，光滑平板以速度u相對于粗糙平板作滑動，無量綱滾動速度 un乂(2E' R)應滿足1.0E-11《un乂(2E' R)《1. 0E_9，其中n a是大氣壓下潤滑油粘度，E'是兩平板的綜合楊氏彈性模量，R是粗糙平板接觸表面上微凸體頂部的平均曲率半 徑； B、往兩平板接觸區供應被測潤滑油，使兩平板間形成流體動壓潤滑，在兩平板間 施加載荷，使粗糙平板接觸表面上微凸體與光滑平板接觸的最大接觸壓力大于0. 4GPa，而 使無量綱載荷w/ ( P NAE' R2)滿足w/ ( P NAE' R2) > 1512. 2 (HRD2/E' )3和w/ ( P NAE' R2) < 3. 78(HRD1/E' ) 3，從而保證兩平板間接觸即粗糙平板接觸表面上微凸體與光滑平板的 接觸為全塑性接觸；其中，w為兩平板間施加的載荷，A為兩平板的表觀接觸面積，P N為粗 糙平板接觸表面上微凸體的數密度即單位面積上的微凸體數； C、要完成一次測量需要兩塊具有不同接觸表面硬度的粗糙平板，分別在這兩塊粗 糙平板和光滑平板接觸上進行一次加載，分別測出這兩塊粗糙平板和光滑平板加載接觸下 的粗糙平板接觸表面或光滑平板接觸表面上的摩擦系數值，求解關于接觸表面摩擦系數的 兩元一次方程組(t s。和a s為未知量)即可得到t s。和a s值。 為提高測量精度，所述步驟C之后使用由兩塊成一組的數組具有不同接觸表面硬 度的粗糙平板分別進行加載測量，解得若干組、。和cis值，分別求得這些、。和as的平 均值，求得的、。和as平均值可分別取作、。和as的最終測量結果。 所述步驟C中粗糙平板接觸表面摩擦系數和光滑平板接觸表面摩擦系數均為(2) 視所測摩擦系數所屬的接觸表面，t ^和a s值為大氣壓下該接觸表面-潤滑油界<formula>formula see original document page 6</formula>視所測摩擦系數所屬的接觸表面， 面剪切強度和該接觸表面_潤滑油界面剪切強度_潤滑油壓力比例系數； 設有兩塊具有不同接觸表面硬度的粗糙平板，其表面硬度分別為HRD2a和HRD2b， 對它們和光滑平板接觸分別進行一次加載，測得這兩塊粗糙平板加載接觸下粗糙平板接觸 表面摩擦系數或光滑平板接觸表面摩擦系數分別為^和&，則可得下面聯立方程組<formula>formula see original document page 6</formula> 使用由兩塊成一組的數組具有不同接觸表面硬度的粗糙平板分別進行加載測量， 測出這些粗糙平板加載接觸下的粗糙平板接觸表面摩擦系數或光滑平板接觸表面摩擦系 數，得到若干組如式(3)所示的聯立方程組，解這些聯立方程組可得到若干組t 3。和a s值， 分別求出這些t s。禾P a s的平均值，得到的t s。禾P a s平均值可分別作為t s。禾P a s的最終 測量結果。 —種實施平板與平板全塑性接觸下測量界面剪切強度的方法的裝置，包括若干傳 感器，還包括兩塊平板，具有不同接觸表面硬度，其中一塊平板接觸表面粗糙，具有球冠狀微凸體，另一塊平板接觸表面光滑； 所述兩塊平板滑動接觸，粗糙平板球冠狀微凸體和光滑平板平面接觸形成高副點 接觸，粗糙平板靜止，光滑平板以速度u相對于粗糙平板作滑動； 所述光滑平板接觸表面硬度HRD1大于粗糙平板接觸表面硬度HRD2，粗糙平板接 觸表面粗糙度Ra值為0. 1 ii m 0. 4 ii m，光滑平板接觸表面粗糙度Ra值不大于0. 05 y m ; 往兩平板接觸區供應被測潤滑油，使兩平板間形成流體動壓潤滑，在兩平板間施 加載荷。 所述平板與平板全塑性接觸下測量界面剪切強度的裝置還包括一塊粗糙平板，兩 塊粗糙平板構成一組，為兩塊粗糙平板與光滑平板的全塑性接觸。 在粗糙平板和光滑平板間施加載荷，使粗糙平板接觸表面上微凸體與光滑平板全 塑性接觸的最大接觸壓力大于0. 4GPa。 所述兩塊成一組的粗糙平板設置成數組粗糙平板。 本專利技術由于采用了以上技術方案，使之與現有技術相比，具有以下優勢 1、本專利技術的方法可同時測量大氣壓下潤滑油-接觸表面界面剪切強度和潤滑油_接觸表面界面剪切強度_潤滑油壓力比例系數。 2、按本專利技術方法制造的裝置結構簡單，容易制造和實施，制本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種平板與平板全塑性接觸下測量界面剪切強度的方法，其特征在于，采用雙平板滑動接觸進行測量，其中一塊平板接觸表面粗糙，具有球冠狀微凸體，其表面粗糙度Ｒ↓［ａ］值為０．１μｍ～０．４μｍ，另一塊平板接觸表面光滑，其接觸表面粗糙度Ｒ↓［ａ］值不大于０．０５μｍ；包括以下步驟：Ａ、粗糙平板靜止，光滑平板以速度ｕ相對于粗糙平板作滑動，無量綱滾動速度ｕη↓［ａ］／（２Ｅ′Ｒ）應滿足１．０Ｅ－１１≤ｕη↓［ａ］／（２Ｅ′Ｒ）≤１．０Ｅ－９，其中η↓［ａ］是大氣壓下潤滑油粘度，Ｅ′是兩平板的綜合楊氏彈性模量，Ｒ是粗糙平板接觸表面上微凸體頂部的平均曲率半徑；Ｂ、往兩平板接觸區供應被測潤滑油，使兩平板間形成流體動壓潤滑，在兩平板間施加載荷，使粗糙平板接觸表面上微凸體與光滑平板接觸的最大接觸壓力大于０．４ＧＰａ，而使無量綱載荷ｗ／（ρ↓［Ｎ］ＡＥ′Ｒ↑［２］）滿足ｗ／（ρ↓［Ｎ］ＡＥ′Ｒ↑［２］）＞１５１２．２（ＨＲＤ２／Ｅ′）↑［３］和ｗ／（ρ↓［Ｎ］ＡＥ′Ｒ↑［２］）＜３．７８（ＨＲＤ１／Ｅ′）↑［３］，從而保證兩平板間接觸即粗糙平板接觸表面上微凸體與光滑平板的接觸為全塑性接觸；其中，ｗ為兩平板間施加的載荷，Ａ為兩平板的表觀接觸面積，ρ↓［Ｎ］為粗糙平板接觸表面上微凸體的數密度即單位面積上的微凸體數；Ｃ、要完成一次測量需要兩塊具有不同接觸表面硬度的粗糙平板，分別在這兩塊粗糙平板和光滑平板接觸上進行一次加載，分別測出這兩塊粗糙平板和光滑平板加載接觸下的粗糙平板接觸表面或光滑平板接觸表面上的摩擦系數值，求解關于接觸表面摩擦系數的兩元一次方程組（τ↓［ｓ０］和α↓［ｓ］為未知量）即可得到τ↓［ｓ０］和α↓［ｓ］值。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張永斌，
申請(專利權)人：張永斌，袁虹娣，
類型：發明
國別省市：31[中國|上海]