基于随机过程特征的磨料磨损理论及计算方法

成果基本信息
关键词：	随机过程特征;磨料;磨损理论;计算方法
成果类别：		技术成熟度：
体现形式（基础理论类）：		体现形式（应用技术类）：	无
成果登记号：	360-16-12010793	资源采集日期：	2017-02-20

研究情况
单位名称：	西安交通大学	技术水平：
评价证书号：		评价单位：
评价日期：		评价证书号：

转化情况
转让范围：		推广形式：	无
已转让企业数（个）：	0

联系方式
联系人（平台）：	玉女士	联系人（平台）电话：	0771-5885053
*成果单位详细联系方式请登录会员；还不是会员，马上注册!

成果简介
机械设备的失效约80%是由磨损引起，其中磨料磨损约占1/2，有关磨料磨损理论研究可指导节约能源和降低材料消耗，提高设备可靠性和使用寿命，对国民经济发展有重要意义。然而，目前绝大多数磨损研究主要集中在确定性因素上，而对那些随机性因素（如磨料尺寸分布、磨料外形统计特征及作用在被磨面上的位置、瞬时被磨表面形貌特征、载荷反复作用的低周疲劳效应、材料因应变强化而产生的随机变量等）却少有考虑，或近似以常量处理，其结果直接导致磨料磨损理论及计算模型对实践的指导作用下降。由此可见，基于随机过程特征的磨料磨损理论研究，无论对于深刻揭示材料磨料磨损规律、还是促进摩擦学基础研究都具有重大价值。此外，深入理解材料磨料磨损机理，对于工业领域实际应用同样具有重要意义。　　多年来，在国家、省部基金资助下，开展了基于随机过程特征的磨料磨损理论及计算方法研究，取得了如下主要成果：　　1.设计并构建了单颗磨料磨损试验装置，实现了磨料运动过程在线动态观测；以磨料运动方式为视角开展研究，提出了球形磨料颗粒运动方式判据；以椭球磨料表征磨料的粒度、圆整度（尖锐度），将球形磨料的运动方式判据扩展为椭球形磨料运动判据，为有效控制材料磨料磨损提出了清晰的理论依据。　　2.首次运用随机变量统计分析法、打靶法和Monte-Carlo等随机性计算方法，随机产生磨损系统中磨料的形状、位置参数，并与有限元和接触力学相结合，从磨料运动方式出发，提出了基于随机特征的磨料磨损理论，建立了考虑随机过程特征的材料磨料磨损率动态数值计算方法；将低周疲劳理论引入三体磨料磨损中，提出了计算塑性变形引起材料损伤磨损的具体方法，探明了三体磨损中切削磨损、塑变疲劳磨损的规律；　　3.研究了磨料磨损动态计算方法，建立了材料塑性与塑变脊形状因子的函数关系；分析了不同材料、载荷、磨料几何信息下的磨损塑变脊形貌特征及尺寸变化规律，获得了精确描述材料塑变脊形貌的拟合方程，解决了犁沟脊和fab因子难以用实验方法直接精确测量的难题，为定量化分析磨料磨损开辟了一条新的途径。　　4.开展了纳米尺度下二体、三体磨损行为分子动力学模拟研究，研究了纳米磨料的运动状态及材料磨损规律，分析了材料尺度效应的影响因素，揭示了纳米材料磨损行为的微观机理。考虑弹性恢复的作用，提出了原子尺度下修正的e/h理论模型，以预测纳米三体磨料磨损中磨料的运动方式。　　5.将所提出的磨料磨损理论应用于磨料流加工，为提高工件加工效率和表面质量提供了优化的途径。　　上述研究成果共发表论文115篇，其中SCI论文81篇，包括摩擦学领域国际著名期刊Wear， Tribol Lett， Tribol Int论文23篇。论文总他引654次，被SCI他引472次，十篇代表作他引165次，被SCI他引125次。被美国、英国、法国、台湾等多个国家和地区学者进行了正面引用，包括Acta Mater.、Mater. Des.、Appl. Phys. Lett.、Wear等著名期刊。已出版《材料成形技术基础》专著1部，撰写国家级优秀教材一本，国家规划教材两本，获国家发明专利授权4项。

成果名称：	基于随机过程特征的磨料磨损理论及计算方法	关键词：	随机过程特征;磨料;磨损理论;计算方法
成果类别：		一级分类名称：	机械制造
二级分类名称：	机械学	三级分类名称：
研究起止时间：	1992.02 至2014.02	成果体现形式（应用技术类）：	无
成果属性：		成果体现形式（基础理论类）：
技术成熟度：		技术水平：
研究形式：		学科分类1：
单位名称：	西安交通大学	学科分类2：
中图分类号1：		所属高新技术类别：
中图分类号2：		课题来源：
应用行业：		课题立项名称：
国家科技计划子类别：		课题立项编号：	E050501
经费实际投入额（万元）：	0.00	评价单位：
评价形式：	无	应用状态：	无
评价日期：		转让范围：
评价证书号：		推荐单位：
推广形式：	无	成果登记号：	360-16-12010793
成果简介：	机械设备的失效约80%是由磨损引起，其中磨料磨损约占1/2，有关磨料磨损理论研究可指导节约能源和降低材料消耗，提高设备可靠性和使用寿命，对国民经济发展有重要意义。然而，目前绝大多数磨损研究主要集中在确定性因素上，而对那些随机性因素（如磨料尺寸分布、磨料外形统计特征及作用在被磨面上的位置、瞬时被磨表面形貌特征、载荷反复作用的低周疲劳效应、材料因应变强化而产生的随机变量等）却少有考虑，或近似以常量处理，其结果直接导致磨料磨损理论及计算模型对实践的指导作用下降。由此可见，基于随机过程特征的磨料磨损理论研究，无论对于深刻揭示材料磨料磨损规律、还是促进摩擦学基础研究都具有重大价值。此外，深入理解材料磨料磨损机理，对于工业领域实际应用同样具有重要意义。　　多年来，在国家、省部基金资助下，开展了基于随机过程特征的磨料磨损理论及计算方法研究，取得了如下主要成果：　　1.设计并构建了单颗磨料磨损试验装置，实现了磨料运动过程在线动态观测；以磨料运动方式为视角开展研究，提出了球形磨料颗粒运动方式判据；以椭球磨料表征磨料的粒度、圆整度（尖锐度），将球形磨料的运动方式判据扩展为椭球形磨料运动判据，为有效控制材料磨料磨损提出了清晰的理论依据。　　2.首次运用随机变量统计分析法、打靶法和Monte-Carlo等随机性计算方法，随机产生磨损系统中磨料的形状、位置参数，并与有限元和接触力学相结合，从磨料运动方式出发，提出了基于随机特征的磨料磨损理论，建立了考虑随机过程特征的材料磨料磨损率动态数值计算方法；将低周疲劳理论引入三体磨料磨损中，提出了计算塑性变形引起材料损伤磨损的具体方法，探明了三体磨损中切削磨损、塑变疲劳磨损的规律；　　3.研究了磨料磨损动态计算方法，建立了材料塑性与塑变脊形状因子的函数关系；分析了不同材料、载荷、磨料几何信息下的磨损塑变脊形貌特征及尺寸变化规律，获得了精确描述材料塑变脊形貌的拟合方程，解决了犁沟脊和fab因子难以用实验方法直接精确测量的难题，为定量化分析磨料磨损开辟了一条新的途径。　　4.开展了纳米尺度下二体、三体磨损行为分子动力学模拟研究，研究了纳米磨料的运动状态及材料磨损规律，分析了材料尺度效应的影响因素，揭示了纳米材料磨损行为的微观机理。考虑弹性恢复的作用，提出了原子尺度下修正的e/h理论模型，以预测纳米三体磨料磨损中磨料的运动方式。　　5.将所提出的磨料磨损理论应用于磨料流加工，为提高工件加工效率和表面质量提供了优化的途径。　　上述研究成果共发表论文115篇，其中SCI论文81篇，包括摩擦学领域国际著名期刊Wear， Tribol Lett， Tribol Int论文23篇。论文总他引654次，被SCI他引472次，十篇代表作他引165次，被SCI他引125次。被美国、英国、法国、台湾等多个国家和地区学者进行了正面引用，包括Acta Mater.、Mater. Des.、Appl. Phys. Lett.、Wear等著名期刊。已出版《材料成形技术基础》专著1部，撰写国家级优秀教材一本，国家规划教材两本，获国家发明专利授权4项。
联系人：	王树国	成果登记日期：	2016-04-19
联系人email：		单位代码：	96100031
邮政编码222：	710049	联系人电话：	029-82668888
单位传真：	029-83234772	单位通讯地址：	陕西省西安市碑林区咸宁西路28号
单位所在省市：		单位电话：	029-82668234;82668338;82668382
转让收入（万元）：	0	单位属性：
合作完成单位：		已转让企业数（个）：	0
成果发布年份：	2016	知识产权形式：
成果完成人：	方亮;孙琨;孙甲鹏;岑启宏;赵嘉;吴国清	资源采集日期：	2017-02-20

基于随机过程特征的磨料磨损理论及计算方法

最新科技新闻资讯

热门资讯排行

最新科技图文资讯

友情链接