炭-炭復(fù)合材料的制動(dòng)摩擦磨損行為及熱、應(yīng)力場(chǎng)研究.pdf

1、作為新型的飛機(jī)制動(dòng)材料,炭/炭復(fù)合材料具有優(yōu)良的摩擦磨損行為。本文研究了纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為23％(1＃)、26％(2＃)、29％(3＃)的炭/炭復(fù)合材料在不同制動(dòng)工況下的摩擦磨損行為,并采用掃描電鏡、拉曼光譜檢測(cè)手段對(duì)摩擦表面和磨屑形貌進(jìn)行了分析。采用有限元的方法計(jì)算了試樣在制動(dòng)過程中的溫度場(chǎng)和熱應(yīng)力場(chǎng),深入探討了溫度和熱應(yīng)力對(duì)炭/炭復(fù)合材料摩擦表面形貌及其摩擦磨損行為的影響。其主要結(jié)論如下:
　　 (1)研究了制動(dòng)速度和制動(dòng)壓

2、力對(duì)具有不同纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)的炭/炭復(fù)合材料摩擦磨損行為的影響。結(jié)果表明:2＃試樣的摩擦因數(shù)在正常著陸條件下仍能保持較高值,且磨損量最小。在不同的制動(dòng)壓力下,2＃試樣的摩擦系數(shù)最穩(wěn)定,且在高壓時(shí)質(zhì)量磨損最小。
　　 (2)在制動(dòng)過程中,1＃試樣表面溫度最高,為679℃。2＃和3＃試樣摩擦表面最高溫度相當(dāng),在560℃～590℃之間。實(shí)驗(yàn)測(cè)定的摩擦表面的溫度與計(jì)算結(jié)果一致,從而證明了有限元方法計(jì)算的有效性。
　　 (3)計(jì)算得到

3、了三種試樣在正常著陸條件下和2＃試樣不同制動(dòng)壓力條件下的熱應(yīng)力場(chǎng)分布云圖。在正常著陸條件下,三種試樣均在靠近外徑的位置出現(xiàn)熱應(yīng)力最大值,且軸向和徑向存在熱應(yīng)力梯度。隨著纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,三種試樣的熱應(yīng)力最大值分別為:4.37MPa、4.42MPa、3.15MPa。在低壓制動(dòng)時(shí),2＃試樣的摩擦表面的熱應(yīng)力比較小。當(dāng)制動(dòng)壓力增大至1.2MPa時(shí),最大熱應(yīng)力高達(dá)6.34MPa。
　　 (4)當(dāng)熱應(yīng)力低時(shí),試樣表面不容易形成摩擦膜,摩