一种用于锥形摩擦副剪应力盲孔贴片式测量方法

摘要

本发明公开了一种用于锥形摩擦副剪应力盲孔贴片式测量方法，首先分析摩擦副的外在支撑结构特点，根据加载结构与摩擦副几何尺寸建立三维仿真有限元模型，其次根据摩擦元件的工况条件模拟摩擦副工作状态下的剪应力分析，通过对接触区压力分析确定盲孔的尺寸、布局和电阻应变片的量程，然后根据盲孔位置进行贴片连线并安装对偶片进行加压磨合，最后通过对盲孔底部的应变测量获得接触区的压力分布。本发明能够实现摩擦副接触区的动静态压力测量，在不改变摩擦区接触状态的前提下，实现剪应力的动静态测试，在确定了摩擦副精确边界条件的同时，为摩擦副动态测试提供了依据。

主权项

一种用于锥形摩擦副剪应力盲孔贴片式测量方法，其特征在于实现步骤如下：步骤一、分析摩擦元件的工况条件及摩擦副的加载支撑结构的特点，获得摩擦副的几何尺寸，按照所需要测量摩擦面的工艺要求确定摩擦接触表面的粗糙度度要求和同轴度要求；步骤二、根据步骤一中分析获得的摩擦副的支撑结构特点和摩擦副的几何尺寸建立有限元分析模型，添加摩擦副材料属性，对三维模型进行多方向压力载荷的有限元仿真，获得摩擦副接触表面的应力范围，为剪应力测试盲孔布局和电阻应变片的选择提供依据；步骤三、根据步骤一中分析的摩擦副支撑结构特点、摩擦副的几何尺寸以及有限元仿真分析确定对偶片上的测量点分布和测点数量N；分析获得的摩擦片的弹性模型和泊松比的要求，结合摩擦副接触表面的尺寸、对偶片的厚度、应变片的尺寸及测量精度要求确定盲孔的直径D和孔深H；步骤四、按照步骤三获得盲孔尺寸及分布在所需测量区域非接触表面加工盲孔，并且精铣盲孔地面，用来安装电阻应变片，盲孔的底面应略大于应变片的尺寸，盲孔底部粗糙度应小于1.6μm，同轴度小于0.05；步骤五、根据步骤二的仿真分析初步确定摩擦副接触表面应力的极限范围，并根据此范围确定电阻应变片的主要参数：电阻应变片初始电阻值、测量范围、灵敏度和耐热性，进而根据这些参数确定电阻应变片的型号；步骤六、通过步骤五确定了电阻应变片的型号，将选好的应变片粘贴于盲孔底部的平面上，通过测量应变片电阻值是否为电阻应变片电阻值来鉴定电阻应变片是否损坏；步骤七、将安装电阻应变片的对偶片安装到摩擦磨损试验机上进行磨合，磨合时间不低于15min，磨损工况和步骤一确定的一致；步骤八、将充分磨合过的摩擦副进行静动态加载，通过桥盒连接应变片，将电流传入应变采集仪，获得盲孔处摩擦表面的各个测点的应力应变状态。