碳布增强树脂基摩擦材料湿式摩擦学性能与机理研究

为了提高湿式传动系统适应高转速、大压力或润滑不充分等极端工况条件的能力，本项目提出以碳布为增强体，耐高温树脂为基体，加入摩擦性能调节剂，制备高性能湿式摩擦材料的新思路。研究组份对该类材料湿式摩擦学性能的影响规律，采用模糊综合评价方法建立湿式摩擦磨损性能综合评价体系，获得综合性能优异的碳布增强树脂基摩擦材料。研究材料内在性质和工况条件对湿式接合过程摩擦力矩曲线的影响规律，基于材料的多孔性和压缩回弹性等特征，采用数值模拟方法建立湿式接合过程的温度场模型和摩擦力矩模型，阐明湿式接合过程的本质。考察长时间湿式条件下材料摩擦磨损性能的变化规律，分析磨损表面纤维、基体、硬质颗粒和磨屑的变化规律，研究材料的疲劳磨损、热磨损和磨粒磨损等行为及形成原因，揭示摩擦磨损机理，并采用元胞自动机法建立摩擦磨损模型，为其应用奠定坚实的理论基础。

为了提高湿式传动系统适应高转速、大压力或润滑不充分等极端工况条件的能力，本项目以碳布为增强体，耐高温树脂为基体，制备出动摩擦系数在0.12-0.14之间，磨损率小于1.10×10-8mm3/J的高性能湿式摩擦材料。系统深入研究了纤维预处理、碳布规格、树脂含量以及摩擦性能调节剂含量等对该类材料湿式摩擦学性能的影响规律，以动摩擦系数、传动稳定性和磨损率为主要指标，采用模糊综合评价方法建立湿式摩擦磨损性能综合评价体系，为湿式摩擦材料的评价提供指导。揭示了材料内在性质和工况条件对湿式接合过程摩擦力矩曲线的影响规律，基于材料的多孔性和压缩回弹性等特征，采用数值模拟方法建立了湿式接合过程的温度场模型和摩擦力矩模型，阐明了湿式接合过程的本质。研究了长时间往复制动条件下材料摩擦磨损性能的变化规律，分析磨损表面纤维、基体、硬质颗粒和磨屑的变化规律，研究材料的疲劳磨损、热磨损和磨粒磨损等行为及形成原因，揭示出摩擦磨损机理。项目组发表SCI收录论文6篇，EI收录论文8篇，培养了2名博士研究生，4名硕士研究生，项目负责人职称晋升为副教授，同时荣获陕西省青年科技新星称号，在此基础上，“碳纤维增强湿式摩擦材料制备技术及其工程化研究”项目荣获2014年陕西省科技发明一等奖。