摩擦力矩負載模擬器摩擦性能研究.pdf

1、摩擦力矩作為火箭發(fā)動機噴管受到的主要負載之一，它的大小及變化對噴管的性能影響甚大。本文在前人對負載模擬器研究的基礎上，設計一種摩擦力矩負載模擬器，完成對噴管摩擦力矩負載的模擬，并對該負載模擬器摩擦性能展開研究。摩擦性能好壞取決于摩擦材料本身和外界參數(shù)對它的影響。本文主要對負載模擬器摩擦力矩計算、摩擦片參數(shù)確定、摩擦片材料選取及摩擦副熱仿真分析研究，探討各參數(shù)對負載模擬器摩擦性能的影響。
　　分析摩擦力矩負載模擬器的工作原理，與傳統(tǒng)

2、模擬器相比，該模擬器在消除多余力和提高系統(tǒng)頻寬方面性能優(yōu)越。采用集中應力算法和微積分算法，推導不同形狀摩擦片摩擦力矩公式。計算摩擦片不同形狀、不同尺寸及不同組數(shù)時產(chǎn)生的摩擦力矩大小，分析這些參數(shù)對摩擦力矩波動的影響規(guī)律。結果表明，大尺寸、多組數(shù)、方形摩擦片是首選。但是，尺寸大、組數(shù)多會占用更多空間，且方形在使用時需要附加約束結構，增加了系統(tǒng)結構復雜度。在此基礎之上，總結各參數(shù)的優(yōu)缺點及適用場合，為選擇摩擦片參數(shù)、摩擦副熱仿真參數(shù)設定提供

3、參考。
　　分析負載模擬器摩擦副溫度場與應力場耦合問題，探究摩擦副接觸界面間傳熱規(guī)律，建立三維瞬態(tài)溫度場方程。計算熱交換系數(shù)和熱流密度分配系數(shù)等邊界條件，求解摩擦副溫度場的數(shù)值解。利用有限元軟件對摩擦副熱仿真分析，探討壓力、陽球擺動頻率、摩擦副材料比熱容及熱交換系數(shù)等參數(shù)對摩擦副溫度值影響規(guī)律，為摩擦材料的選擇提供理論依據(jù)。結果表明，壓力和頻率增加都會使溫度升高。為防止溫度過高影響系統(tǒng)性能，選擇高比熱容的摩擦片或陽球材料或提高陽球

4、與周圍空氣的熱交換系數(shù)等措施，可以緩解系統(tǒng)因為摩擦導致的溫度升高問題。
　　用摩擦試驗機測試金屬基、半金屬基及C/C三類材料的摩擦性能，分析壓力、轉速等參數(shù)對三類材料摩擦性能的影響規(guī)律。利用紅外測溫儀測試接觸面上的溫度值，分析材料摩擦系數(shù)在不同溫度下的波動大小。結果表明，除黃銅+石墨材料外的金屬基材料摩擦性能受壓力、轉速及溫度影響較大。半金屬基材料因有明顯“熱衰退”現(xiàn)象，只受溫度影響較大。金屬基和半金屬基主要應用于摩擦系數(shù)較大、穩(wěn)