苛刻工况服役的橡塑密封摩擦学行为

本书系统介绍橡塑密封材料在微幅运动、粗糙配副表面、三体磨粒环境和宽温域工况等苛刻服役环境下的摩擦学行为。首先，概述橡塑密封摩擦学的简况、理论和典型失效行为；其次，从往复橡塑密封微幅运行工况出发论述橡塑密封微动摩擦学特性；再次，在讨论了乏油、富油润滑工况下橡胶/粗糙配副表面两体摩擦学行为和干态工况下橡塑密封材料磨粒磨损行为影响的基础上，介绍介质环境下橡塑材料的三体磨粒磨损特性，系统论述橡胶/金属两体磨损的表面粗糙度优化问题、三体磨粒磨损的“颗粒尺寸效应”等相关科学问题；最后，讨论橡胶/金属配副的摩擦生热特性、聚合物老化和宽温域服役行为。
本书可供从事流体密封技术和摩擦学行为等研究的高等院校师生、科研机构和相关企业的研究人员与工程技术人员查阅、参考。

“博士后文库”序言
前言
第1章橡塑密封摩擦学概述1
1.1橡塑密封与摩擦学1
1.2橡塑摩擦学理论1
1.3苛刻服役环境下的橡塑密封及其典型失效4
参考文献8
第2章橡胶密封微动摩擦学特性12
2.1橡胶微动试验的实现12
2.1.1橡胶的微动及其实验室模拟12
2.1.2试验材料与参数13
2.2氟橡胶微动摩擦学特性14
2.2.1摩擦力-位移曲线14
2.2.2运行工况微动图16
2.2.3摩擦系数时变特性17
2.2.4磨痕形貌18
2.3丁腈橡胶微动摩擦学特性22
2.3.1摩擦力-位移曲线22
2.3.2运行工况微动图23
2.3.3摩擦系数时变曲线23
2.3.4表面损伤形貌26
2.3.5摩擦热-化学耦合作用31
2.4弹性体微动运行的有限元模拟34
2.4.1有限元模型的建立34
2.4.2微动的运行状态36
2.4.3微动运行过程中的应力特点37
2.4.4运行工况微动图的建立39
参考文献42
第3章润滑工况下橡胶/粗糙配副表面两体摩擦学行为44
3.1乏油润滑工况下表面粗糙度对橡胶摩擦学性能的影响44
3.1.1摩擦系数时变性45
3.1.2减摩程度对比分析47
3.1.3减摩持久性分析48
3.1.4磨损机理48
3.2富油润滑工况下表面粗糙度对橡胶摩擦学性能的影响51
3.2.1表面粗糙度参数获取51
3.2.2摩擦系数演变分析52
3.2.3磨损表面分析55
3.2.4基于Stribeck曲线的润滑状态分析58
3.2.5润滑状况对表面损伤的影响60
3.3配副织构纹理表面接枝聚合物刷的摩擦学行为63
3.3.1PSVBA聚合物刷的表面成分和形貌分析63
3.3.2表面润湿行为分析66
3.3.3摩擦系数和耐磨性分析69
3.3.4磨损机理分析71
参考文献74
第4章干态工况下橡塑密封材料磨粒磨损行为79
4.1干态工况下磨粒磨损试验简介79
4.1.1试验装置79
4.1.2试验材料与参数80
4.2干态工况下丁腈橡胶三体磨损行为81
4.2.1摩擦系数时变特性82
4.2.2磨损程度对比82
4.2.3法向载荷影响下的磨损对比84
4.2.4磨损机理分析85
4.3干态工况下丁腈橡胶两体磨粒磨损特性88
4.3.1摩擦系数时变曲线88
4.3.2颗粒尺寸效应下的磨损率90
4.3.3损伤失效机理分析92
4.4干态工况下PTFE三体磨粒磨损行为101
4.4.1摩擦系数时变性分析101
4.4.2形貌参数与颗粒尺寸关系103
4.4.3磨损率与颗粒尺寸关系104
4.4.4磨损机理分析105
4.4.5典型的损伤失效模型111
参考文献112
第5章介质环境橡塑材料的三体磨粒磨损行为115
5.1磨粒磨损试验简介115
5.1.1试验装置115
5.1.2试验材料与参数116
5.2水润滑工况下颗粒尺寸效应117
5.2.1摩擦系数时变特性117
5.2.2磨损过程中的颗粒尺寸效应119
5.2.3磨粒尺寸影响的损伤机制120
5.2.4典型的损伤失效模型128
5.2.5磨损率分析129
5.3水润滑工况下磨粒浓度的影响131
5.3.1摩擦系数时变特性131
5.3.2磨粒浓度影响下的形貌参数演变133
5.3.3磨损率分析134
5.3.4磨粒浓度影响下的损伤特征135
5.4油润滑工况下颗粒尺寸效应143
5.4.1磨粒尺寸的相关性分析143
5.4.2无磨粒油润滑工况146
5.4.3颗粒在临界尺寸以上的摩擦学行为147
5.4.4颗粒在临界尺寸以下的摩擦学行为151
5.4.5颗粒在临界尺寸以下的浓度影响154
5.4.6磨损失效机理探讨155
5.4.7损伤失效模型159
5.5油润滑工况下PTFE磨粒磨损与界面润滑关系161
5.5.1颗粒在临界尺寸以下时接触压力对界面润滑的影响161
5.5.2颗粒在临界尺寸以下时油介质黏度对界面润滑的影响168
参考文献175
第6章服役温度影响下的橡塑摩擦学行为178
6.1橡胶滑动摩擦生热特性178
6.1.1计算模型简介178
6.1.2试验验证180
6.1.3计算结果与分析181
6.2高温富氧工况下橡胶力学特性和摩擦学行为186
6.2.1老化后橡胶形貌特征187
6.2.2高温富氧工况下力学性能的变化187
6.2.3高温富氧工况下摩擦学性能的变化191
6.2.4粗糙度及磨损率分析195
6.2.5摩擦能量耗散197
6.3面向低温服役环境的橡塑摩擦学问题199
6.3.1低温摩擦学的试验模拟200
6.3.2服役温度对聚合物材料摩擦学性能的影响201
6.3.3介质环境对橡塑材料摩擦学性能的影响203
6.3.4试验参数对低温环境下摩擦学性能的影响204
6.3.5面向低温环境的聚合物改性205
6.4不同服役温度下聚氨酯密封件摩擦学行为207
6.4.1试验简介207
6.4.2不同温度下摩擦系数与磨痕参数的演变分析208
6.4.3不同温度下聚氨酯损伤特征分析211
6.5聚合物低温摩擦学的研究展望215
参考文献215
编后记221