PEEK摩擦磨损动态过程的模拟研究

解　挺,　江　凯,　丁　亚

(合肥工业大学 机械与汽车工程学院,安徽 合肥　230009)



PEEK摩擦磨损动态过程的模拟研究

解挺,江凯,丁亚

(合肥工业大学 机械与汽车工程学院,安徽 合肥230009)

文章选用聚醚醚酮/灰铸铁(PEEK/HT250)摩擦副为研究对象,利用数值模拟方法,将基于离散元法(discrete element method,DEM)思想开发的二维颗粒流程序(particle follow code in two dimensions,PFC2D)应用于PEEK摩擦磨损动态过程的模拟研究,以探讨PEEK摩擦过程中摩擦界面的动态演变规律。模拟结果表明:在摩擦的初始阶段,发生在摩擦界面的转移颗粒数和磨损颗粒数均急剧增加,材料磨损率较大;摩擦过程中,在HT250表面会产生一层转移颗粒层,即转移膜,随着转移膜的形成与完整,转移颗粒数逐渐趋于稳定,材料磨损率逐渐减小并最终趋于稳定，即转移膜的形成和稳定对于摩擦过程的稳定具有决定性作用；在研究的参数范围内,随着载荷的增加,PEEK转移和磨损颗粒数均增加;在相等行程下,随着滑动速度的增加,转移颗粒数减小而磨损颗粒数增加。

聚醚醚酮;转移膜;磨损;离散元法;模拟

聚醚醚酮(PEEK)是聚合物中一种性能优异、环保无毒的特种工程塑料,具有优异的自润滑减摩耐磨性能,常被制作成各种耐磨零部件,可以在无润滑、高温、潮湿及腐蚀等恶劣环境下取代传统金属材料,已在工程机械、汽车、航空航天及医疗器械等领域被广泛应用[1-3]。关于PEEK摩擦磨损性能的研究一直受到高度关注[4-8],大多研究是采用实验的方法对PEEK的摩擦磨损性能进行测试分析。实验方法……