炭-炭復(fù)合材料的制動(dòng)摩擦磨損特性及其溫度場(chǎng)研究.pdf

1、炭/炭復(fù)合材料(C/C)作為新型的航空剎車材料，摩擦磨損特性是其關(guān)鍵指標(biāo)。本文研究了不同結(jié)構(gòu)基體炭、工況對(duì)炭/炭復(fù)合材料制動(dòng)過(guò)程的溫度場(chǎng)及摩擦磨損特性的影響。分別采用金相、掃描電鏡、X射線衍射、喇曼光譜等手段對(duì)不同試驗(yàn)條件下的摩擦表面、磨屑的形貌與結(jié)構(gòu)進(jìn)行了檢測(cè)，探討了炭/炭復(fù)合材料的摩擦磨損機(jī)理。 本文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下： (1)針對(duì)制動(dòng)過(guò)程表面溫度測(cè)量困難的問(wèn)題，在表面測(cè)溫方法上提出創(chuàng)新，能有效地測(cè)得制動(dòng)過(guò)程中

2、摩擦表面溫度隨時(shí)間變化，對(duì)于研究溫度場(chǎng)和解釋摩擦磨損機(jī)理有重要意義。 (2)研究了剎車速度與壓力對(duì)具有不同結(jié)構(gòu)基體炭的炭/炭復(fù)合材料摩擦磨損特性的影響。結(jié)果表明：具有粗糙層結(jié)構(gòu)基體炭的炭/炭復(fù)合材料的摩擦系數(shù)在中低速條件下達(dá)到峰值，且隨著剎車壓力增大而減小；樹脂炭結(jié)構(gòu)樣件摩擦系數(shù)在中低速條件下達(dá)到峰值，但隨壓力增加有上升趨勢(shì)，且在高壓下磨損劇增；光滑層結(jié)構(gòu)樣件的摩擦系數(shù)低、磨損小，隨速度、壓力變化不大。 (3)采用有限元

3、分析軟件仿真計(jì)算得到了三種不同基體炭結(jié)構(gòu)的炭/炭復(fù)合材料在制動(dòng)過(guò)程中的溫度場(chǎng)隨時(shí)間變化分布圖，并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明：實(shí)驗(yàn)室小樣摩擦試環(huán)軸向存在明顯的溫度梯度，而在徑向溫度梯度較小，最高溫度出現(xiàn)在靠近試環(huán)外徑處；1:1大樣的中間靜盤的溫升最大，A320飛機(jī)剎車副的最高溫度及溫度梯度均高于B757飛機(jī)剎車副。 (4)具有粗糙層結(jié)構(gòu)的炭/炭復(fù)合材料在各相應(yīng)的取向上的導(dǎo)熱系數(shù)最大，摩擦表面熱量向基體內(nèi)部傳遞的速度最快，溫度梯度較??；樹脂