剥层磨损理论及计算
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剥层理论其基本论点是： 当摩擦副相互滑动时，软表面的粗糙 峰容易变形，同时在循环载荷作用下软粗 糙峰首先断裂，从而形成较光滑的表面。 这样，接触状态不再是粗糙峰对粗糙峰， 而是硬表面的粗糙峰在相对光滑的软表面 上滑动。硬表面粗糙峰在软表面上滑动时， 软表面上各点经受一次循环载荷，在表层 产生剪切塑性变形并不断积累，这就在金 属表层内出现周期的位错。由于映象力的 作用，距离表面深度为几十微米的表层位 错消失。这样靠近表层的位错密度小于内 部的位错密度，即最大剪切变形发生在一 定深度以内。在摩擦过程中，剪切变形不 断积累，使表面下一定深度处出现位错堆 积，进而导致形成裂纹或孔穴。当裂纹在 一定深度形成后，根据应力场分析，平行 表面的正应力阻止裂纹向深度方向扩展， 所以裂纹在一定深度沿平行于表面的方向 延伸。当裂纹扩展到临界长度后，在裂纹 与表面之间的材料将以片状磨屑的形式剥 落下来。根据剥层磨损理论可以得出简单的磨 损计算公式。硬表面对软表面滑动时的总 磨损可以用下式表示：0Qk Ws式中：为磨损系数；为载荷； 为0kWs 滑动距离。 片状磨屑厚度 可以根据低位错密度区h 的厚度来确定，即41jGbh 式中，为剪切弹性模量； 为材料的G 泊松比；为表面摩擦应力； 称为 Burgerjb 矢量。 磨损体积 与滑动距离 和临界滑动距Vs 离 有关。临界滑动距离是指与空穴和裂纹0s 形成时间和裂纹扩展到临界尺寸的速度有 关的滑动。磨损体积 为V0sVAhs 片状磨屑的面积 与载荷和材料屈服极A限有关，即。将 A 和 h 代入上式，sWA则得041sjWsGbVs 从上式可知，磨损量与载荷、滑动距 离成正比，而不直接与材料的硬度有关， 这点不同于粘着磨损的计算公式。
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