凸轮挺柱摩擦副应力分析与涂层试验研究

发布时间：2023-06-06 19:10

　　本文以装甲车高功率密度发动机凸轮挺柱摩擦副为研究对象，对凸轮挺柱间接触应力进行了理论研究和有限元仿真分析，同时对不同的耐磨减摩涂层试样进行环块磨损试验，以分析其磨损机理，改善磨损，提高发动机配气机构的可靠性，延长其寿命。 配气机构传动链存在弹性，发动机在高速运转时，气门并不能按照凸轮的升程曲线运动。同时，其弹性变形也会导致凸轮挺柱之间更大的接触力。通过建立配气机构的单质量动力学模型，得到了考虑配气机构弹性的气门的位移、速度、加速度等运动规律，同时得到了凸轮挺柱间的接触力与接触应力随凸轮转角的变化。结果表明，由动力学模型计算得到的配机机构运动规律相对于运动学计算发生了畸变，但其变化趋势一致。动力学计算得到的接触应力值也大于运动学的计算结果。同时运用有限元仿真的方法，模拟了凸轮挺柱摩擦副运动过程。仿真结果表明，旋转过程中凸轮表面最大接触应力变化趋势与动力学模型计算值一致，但由于凸轮挺柱材料变形导致的接触面积和接触应力分布不均，其具体数值并未与动力学计算结果保持一致。 耐磨涂层可以有效减小由凸轮挺柱摩擦接触表面的磨损。分别用超音速火焰喷涂的方法制备了WC-12Co耐磨涂层，运用等离子喷涂和激...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 论文研究背景
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 配气机构动力学分析
        1.2.2 配气机构摩擦学分析
        1.2.3 凸轮挺柱摩擦副力学分析原理与方法
        1.2.4 涂层技术及其在摩擦副表面的应用
    1.3 本文主要研究内容
第2章 配气机构动力学分析基础
    2.1 配气机构的运动分析方法
        2.1.1 刚性配气机构运动学分析方法
        2.1.2 柔性配气机构动力学分析方法
    2.2 凸轮挺柱摩擦副力学分析原理
        2.2.1 凸轮表面接触应力分析方法
        2.2.2 凸轮表面摩擦分析
    2.3 凸轮挺柱机构动力学分析工具
    2.4 本章小结
第3章 凸轮挺柱摩擦副接触应力的仿真计算与分析
    3.1 配气机构动力学分析的模型建立
        3.1.1 配气机构气门运动分析模型的建立
        3.1.2 配气机构凸轮挺柱摩擦副接触力模型的建立
    3.2 凸轮挺柱动力学仿真的前置处理
        3.2.1 凸轮升程曲线确定
        3.2.2 配气机构动力学模型参数
    3.3 凸轮挺柱摩擦副表面接触应力的仿真分析
        3.3.1 气门运动分析
        3.3.2 接触力分析
        3.3.3 凸轮接触应力分析
    3.4 基于三维模型的凸轮挺柱接触应力有限元分析
        3.4.1 凸轮挺柱运动有限元分析
        3.4.2 有限元仿真结果分析
    3.5 本章小结
第4章 凸轮挺柱摩擦副表面涂层技术应用与试验
    4.1 摩擦副工作表面涂层技术应用概述
    4.2 凸轮挺柱摩擦副表面涂层处理的技术要求
    4.3 涂层制备概述
        4.3.1 制备WC-12Co耐磨涂层
        4.3.2 制备Fe基复合涂层
        4.3.3 制备类金刚石薄膜（DLC）减摩涂层
        4.3.4 制备MoS2减摩涂层
    4.4 涂层性能试验
        4.4.1 WC-12Co涂层摩擦块/GCr15摩擦环摩擦磨损试验
        4.4.2 DLC薄膜摩擦块/Fe基DLC复合涂层摩擦环摩擦磨损试验
        4.4.3 Fe基复合涂层摩擦块/摩擦环摩擦磨损试验
        4.4.4 Fe基复合涂层摩擦块/WC-12Co涂层摩擦环摩擦磨损试验
        4.4.5 MoS2基复合涂层摩擦块/摩擦环摩擦磨损试验
    4.5 涂层技术应用于凸轮挺柱摩擦副概要
    4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢



本文编号：3832042