葛毅成
,
易茂中
,
彭可
,
杨琳
,
雷宝灵
中国有色金属学报
制备了两种具有不同基体炭类型的C/C复合材料,测试其与GCr钢在40 N时配副时的往复式摩擦行为.结果表明:随滑动频率的增加,两种试样的摩擦因数先增加,均在400 r/min时达到最大,之后除在1 200 r/min时略有反弹外,基本表现出线性下降趋势.在相同频率下,具有光滑层结构热解炭基体材料(SL)的摩擦因数低于另一种具有粗糙层结构热解炭和树脂炭混合基体(RL/RC)材料的.其中,RL/RC基体材料的摩擦因数在0.183～0.063之间;而SL基体材料的摩擦因数在0.150～0.059之间.随时间的延长,所有试样的摩擦因数均逐渐趋于稳定.Raman检测结果表明,随滑动频率增大,材料摩擦表面的微区石墨化度增加.但SEM形貌表明,随滑动频率增大,材料摩擦表面形貌由光滑变得粗糙,磨粒磨损加剧.
关键词:
C/C复合材料
,
往复式摩擦
,
频率
,
摩擦特性
徐惠娟
,
易茂中
,
熊翔
,
黄伯云
,
雷宝灵
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00133
利用有限元热分析软件仿真了三种不同基体炭结构的炭/炭复合材料在制动过程中瞬态温度场，并通过模拟制动试验进行了验证，对比仿真计算结果与实验测试结果表明：三种样品的温度场仿真结果与实验结果基本吻合，在轴向方向存在明显的温度梯度，具有树脂炭基体的样品的温度场变化与具有粗糙层热解炭基体的样品类似，但树脂炭基体的样品的最高温度及温度梯度大于粗糙层热解炭基体的样品，而光滑层热解炭基体的样品在刹车过程中的最高温度均低于粗糙层热解炭和树脂炭基体的样品，达到最高温度的速度远远落后于前两种样品，且其温度梯度最小.炭/炭复合材料在制动过程中的瞬态温度场分布与材料的摩擦磨损性能及热传导性能密切相关，制动功率大会导致材料的摩擦表面温升高，达到最高温度的时间缩短；材料的导热性能好会导致热量的传递速度加快，使温度梯度减小.
关键词:
炭/炭复合材料
,
matrix carbon
,
temperature field
,
braking
王禹
,
雷宝灵
,
贺连龙
,
易茂中
材料研究学报
用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)分析CVD增密和2300℃热处理炭/炭复合材料刹车片在模拟飞机正常刹车状况下的摩擦表面形貌和显微结构,研究了摩擦膜结构对摩擦磨损性能的影响.结果表明:在模拟飞机正常着陆的试验中,在炭/炭复合材料的摩擦表面形成一层低织构热解炭的摩擦膜,片层厚度约为1μm.
关键词:
复合材料
,
炭/炭复合材料
,
摩擦磨损性能
,
摩擦膜
,
磨屑
雷宝灵
,
易茂中
,
徐惠娟
,
冉丽萍
,
葛毅成
,
彭可
复合材料学报
采用透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱(RMS)、扫描电子显微镜(SEM)等手段,研究了C/C复合材料在刹车过程中摩擦表面层微观结构变化,建立了微结构模型;利用有限元分析方法仿真了具有微凸体的试样在摩擦过程中的温度分布.研究表明:摩擦表面除了形成一层数微米厚的摩擦层外,还在摩擦层上不均匀地覆盖一层摩擦膜;TEM及选区电子衍射图(SAED)结果显示摩擦膜大部分区域为中等织构,随着到外表面距离的减小,织构度逐渐升高,且在摩擦膜的最表面发现高石墨化度的区域;RMS同样证实摩擦表面存在局部高石墨化度区域,摩擦过程中粗糙表面微凸体的最高温度远大于摩擦平面,是导致摩擦表面应力石墨化的主要因素之一.
关键词:
C/C复合材料
,
制动摩擦
,
微结构
,
有限元分析
,
应力石墨化
徐惠娟
,
易茂中
,
熊翔
,
黄伯云
,
雷宝灵
无机材料学报
利用有限元热分析软件仿真了三种不同基体炭结构的炭/炭复合材料在制动过程中瞬态温度场,并通过模拟制动试验进行了验证,对比仿真计算结果与实验测试结果表明:三种样品的温度场仿真结果与实验结果基本吻合,在轴向方向存在明显的温度梯度,具有树脂炭基体的样品的温度场变化与具有粗糙层热解炭基体的样品类似,但树脂炭基体的样品的最高温度及温度梯度大于粗糙层热解炭基体的样品,而光滑层热解炭基体的样品在刹车过程中的最高温度均低于粗糙层热解炭和树脂炭基体的样品,达到最高温度的速度远远落后于前两种样品,且其温度梯度最小.炭/炭复合材料在制动过程中的瞬态温度场分布与材料的摩擦磨损性能及热传导性能密切相关,制动功率大会导致材料的摩擦表面温升高,达到最高温度的时间缩短;材料的导热性能好会导致热量的传递速度加快,使温度梯度减小.
关键词:
炭/炭复合材料
,
基体炭
,
温度场
,
制动
雷宝灵
,
易茂中
,
徐惠娟
中国有色金属学报
利用有限元热分析软件ANSYS建立炭/炭复合材料制动过程三维有限元模型,确定相关热载荷计算方法和关键参数,仿真制动过程瞬态温度场.计算结果表明:在试环轴向存在明显温度梯度,而径向温度梯度微小,摩擦表面在t=12.7 s时达到最高温度662 ℃,且最高温度出现在靠近试环外径处,与实验结果基本相符,证实了仿真计算结果的正确性.
关键词:
炭/炭复合材料
,
温度场
,
有限元
,
制动
雷宝灵
,
易茂中
,
徐惠娟
复合材料学报
针对C/C复合材料飞机(B757)刹车盘制动过程中温度测量过程复杂和温度场难于表征的问题,采用有限元方法结合惯性台实验对其温度场进行了分析研究.根据刹车盘制动原理和传热原理,确定了温度场有限元分析中的载荷、边界条件和加载过程.通过仿真后处理形象地描述了制动过程中刹车盘温度场的变化,直观地表现了温度场分布状态.结果表明:在正常着陆的能量条件下中间静盘处测温点在46 s时达到最高温度659℃;承压盘和压紧盘的测温点则在48.5 s时达到最高温度,整个过程各点温度先升高后降低,中间静盘的热负荷最大,温升最快,承压盘次之,压紧盘最小.对比实验测量与仿真结果,两者吻合较好,证实温度场的有效性.
关键词:
C/C复合材料
,
刹车盘
,
温度场
,
测温
,
有限元
