锡青铜衬套摩擦学性能试验研究及磨损量数值仿真

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1、分类号：TH117单位代码:10110学号:S1502087中北大学全日制工程硕士学位论文锡青铜衬套摩擦学性能试验研究及磨损量数值仿真硕士研究生王雪校内指导教师赵俊生校外指导教师张忠伟所在领域机械工程2018年5月20日图书分类号TH117密级非密UDC621全日制工程硕士学位论文锡青铜衬套摩擦学性能试验研究及磨损量数值仿真王雪校内指导教师（姓名、职称）赵俊生教授校外指导教师（姓名、职称）张忠伟高级工程师申请学位级别工程硕士所在领域（研究方向）机械工程论文提交日期________年______月___

2、___日论文答辩日期________年______月______日学位授予日期________年______月______日论文评阅人____________________________________________________答辩委员会主席_______________________年月日原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的

3、个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：日期：导师签名：日期：锡青铜衬套摩擦学性能试验研究及磨损量

4、数值仿真摘要柴油机中连杆小头和活塞销依靠连杆衬套进行连接，它与活塞销构成摩擦副，工作环境恶劣，严重磨损会对柴油机的使用寿命构成威胁。研究连杆衬套的摩擦学性能对于提高衬套的使用寿命及柴油机可靠性具有重要意义。论文通过试验手段和数值仿真相结合，分析了锡青铜材料的摩擦学特性，主要研究成果如下：（1）在销-盘试样试验中，设计了QSn7-0.2/40Cr试样的单因素试验和混合均匀设计试验。单因素试验中研究了载荷、转速、温度、润滑油粘度等单个因素对于试验结果的影响，并对磨损机理进行了探讨，结果表明：单因素试验中，

5、不同的试验条件下摩擦副的磨损机理不同，相同试验条件下可能会出现磨粒磨损、黏着磨损、氧化磨损多种磨损类型。混合均匀设计试验研究了载荷、转速、温度、摩擦时间四种因素及两两交互作用对于摩擦副磨损量的影响权重顺序，使用了逐步回归分析法对磨损率数学模型进行分析，结果表明：载荷、转速与温度的交互作用及温度对于销子磨损量的影响较大，当载荷为23N，转速为275r/min，温度为50℃，时间为30min时，磨损量最小为0.00001218g。（2）在锡青铜（QSn7-0.2）衬套的摩擦磨损台架试验中，设计了单因素试验

6、和正交试验，研究了载荷、转速以及配合间隙对衬套磨损量的影响。通过方差分析和响应曲面分析各因素及因素之间交互作用对磨损量的影响，对工艺参数进行优化，建立磨损量数学模型；结果表明，连杆衬套的磨损量受转速和配合间隙的影响较大，交互作用中受载荷与间隙、载荷与转速的影响较大，衬套磨损量响应曲面优化的结果为在载荷取110KN，转速为230r/min，配合间隙为0.14mm时，连杆衬套的磨损量最小，为0.0054mm。（3）建立了销-盘磨损仿真模型，通过销-盘单因素试验中不同压强作用下的磨损率计算获得磨损系数，磨损

7、系数参与子程序UMESHMOTION中的磨损量分析，对变形区域网格进行重绘及位移场更新，对销-盘不同载荷下的磨损量进行了仿真分析，并通过与试验结果进行了对比，验证了论文中的销-盘磨损仿真模型的可靠性及仿真结果的准确性。关键词：摩擦磨损，锡青铜，磨损量，摩擦系数，数值仿真ExperimentalStudyonTribologicalPropertiesofTinBronzeBushingandNumericalSimulationofWearQuantityAbstractTheconnectingro

8、dsmallheadandpistonpinindieselengineareconnectedbyconnectingrodbushing,whichformsfrictionpairwithpistonpin.Theworkingenvironmentisbadandseriouswearwillthreatentheservicelifeofdieselengine.Itisimportanttostudythetribologicalproper