滾動摩擦試驗機設計（開題報告）.xls

1、延邊大學本科生畢業(yè)論文（設計）開題報告學院名稱：專業(yè)名稱：學科門類：學生姓名：學號：年級：指導教師：年月日本科生畢業(yè)論文（設計）開題報告本科生畢業(yè)論文（設計）開題報告選題在哪些方面有所進展和創(chuàng)新：1、摩擦試驗機對摩擦副的工況盡可能的模擬。摩擦試驗機不僅僅局限于對金屬材料試驗，出現了針對不同材料、不同極限工作條件的新型摩擦試驗機。國外的廠商針對航空航天、冶金工業(yè)、核工業(yè)、高速鐵路、汽車、摩托車和信息技術的許多極為苛刻條件(如高承載、高腐蝕

2、、高低溫、高速度、超高真空、強輻射等)，研制出多種摩擦試驗機，如毛皮摩擦試驗機、機場跑道摩擦試驗機、塑料摩擦試驗機、冰面摩擦試驗機、紙張摩擦試驗機、汽車離合器摩擦試驗機、關節(jié)肌腱摩擦試驗機等。產品更加專業(yè)化，試驗機種類更加細化。日本的專家三橋健八曾把用于橡膠的摩擦試驗機做過總結，常用的橡膠摩擦試驗機共有七大類，四十六種之多。用于模擬性臺架試驗的摩擦試驗機有很大的發(fā)展。模擬性臺架試驗機幾乎能模擬實際摩擦副的所有工況，如溫度、濕度、潤滑條件

3、、轉速頻率、荷載、表面膜、粗糙度等，其測量精度有很大的提高。正是對現場工況進行了盡可能的模擬，因而，模擬性臺架試驗機的大小差距很大，小的只有幾公斤重可以便攜，而大的有數百噸重。2、摩擦表面的溫度測量技術。摩擦表面溫度是影響和制約摩擦性能的最重要參數之一，摩擦表面溫度場的分布與接觸物體表面形態(tài)、摩擦副材料的熱物理性能、結構尺寸、工況條件以及散熱條件等因素有關，且具有微觀、瞬時、動態(tài)的特點，測量非常困難，因而摩擦表面的溫度測量將是一個重要的

4、方向。3、摩擦試驗機和計算機結合更加緊密，其操作更加簡單，設計更加人性化。現在的幾乎所有摩擦試驗機至少配備一臺計算機(便攜式配備單片機)，試驗機采樣、數據處理、打印、試驗機的控制、采樣數據波形顯示均由計算機完成，計算機已經取代示波器進行虛擬顯示。試驗機的使用也非常簡單，有的試驗機只要用鼠標點擊計算機的操作界面即可。4、成像攝影技術在摩擦試驗機上的應用。隨著成像攝影技術的日益成熟，成像攝影技術已開始應用于摩擦試驗機，用其測量各種試件的磨斑

5、，并可通過計算機實現試件的磨斑自動顯示、測量、打印。5、目前幾乎所有摩擦試驗機都能夠適時測量出材料的瞬時摩擦系數，但絕大多數摩擦試驗機還不能對薄層的磨損進行適時測量(微小磨損量測量)。據報道：僅有日本用激光發(fā)射超聲高速脈沖來測量薄層的摩擦磨損特性取得了成功，因此摩擦試驗機對材料磨損量的適時檢測也是一個發(fā)展方向。6、納米技術的發(fā)展對摩擦試驗機的影響。自從1984年德國人Gleiter研制出納米微粒進行壓制燒結得到納米固體材料以來，納米材料

6、已在許多領域引起了廣泛的重視和研究，成為材料學研究的熱點，納米摩擦學是材料科學與摩擦學交叉領域最前沿的內容。納米摩擦學主要包括從納米尺度上研究納米材料的摩擦、磨損和潤滑現象的本質和研究納米材料的摩擦學特性及其與材料結構特性的關系等，與納米技術相關檢測產品的開發(fā)將帶來摩擦磨損測試技術的革命。7、生物摩擦學(Biotriology)對摩擦試驗機的影響。生物摩擦學于上世紀80年代提出，生物摩擦學研究摩擦學、生物力學、生物化學、流變學和材料科學

7、等的交叉學科，在醫(yī)學和摩擦學工作者共同努力下得到迅速發(fā)展。由于摩擦可以引起人體許多生理變化江南大學碩士學位論文和疾病。目前生物摩擦學的研究目標是研制摩擦磨損低、病理反應小的人工器官，主要集中在人工關節(jié)和心臟瓣膜的研究，現在人工關節(jié)已經大量地應用于關節(jié)晚期、外傷致殘，或骨瘤切除病人的關節(jié)置換。根據調查推算，我國可能有100～150萬骨關節(jié)病人需要做人工關節(jié)手術。這些活動的人造器官因為要長期存在于人體內，因而模擬人體內環(huán)境的摩擦試驗必不可少

8、。澳大利亞的科技工作者研制出了模擬關節(jié)運動的試驗機對人造關節(jié)進行試驗，而美國的科技工作者更是把活體白兔置于新型摩擦試驗機上，測試白兔的關節(jié)摩擦技術參數，進而研究關節(jié)炎和風濕病的病理?？梢灶A見用于生物摩擦學的摩擦試驗機將是摩擦試驗機發(fā)展的一個重要的方向。8、生態(tài)摩擦學(Ecotribology)，人類為了可持續(xù)發(fā)展面臨著資源和環(huán)境兩個重大問題。為此，最近提出生態(tài)摩擦學研究可望成為今后的重要研究方向之一。據估計，全世界約有1／3～l／2的能

9、源以各種形式消耗在摩擦上，而摩擦導致的機械磨損所損耗的材料在我國每年高達幾百億元，因此減摩耐磨技術的開發(fā)和普及具有重要的經濟和社會效益，最大限度地降低摩擦是人們長期追求的目標。潤滑油，特別是添加劑含有多種有害的金屬元素。據統(tǒng)計，全世界每年潤滑油消耗量為300萬噸，其中約有30％因各種原因被排放到環(huán)境中而造成污染。綠色環(huán)保摩擦材料將是今后研究的熱點，與綠色環(huán)保摩擦材料研究相關檢測產品的開發(fā)將帶來摩擦磨損測試技術的革命。選題研究工作進展安排

10、：1、摩擦磨損試驗原理與方法的確定2、磨損試驗機測試方案比較與分析3、小型磨損試驗機試驗執(zhí)行部件的結構設計4、試件裝夾組件的設計5、小型磨損試驗機整體結構設計6、主要參數設計運動產生摩擦。由摩擦引起的磨損、潤滑、材料與能源消耗等一系列摩擦學問題普遍存在并對社會、經濟的發(fā)展產生了巨大影響。由于摩擦學科學所涉及的問題，與節(jié)約能源、節(jié)約材料、減少磨損、提高資源利用率和保護環(huán)境等密切相關，成為我國走新型化工業(yè)道路和發(fā)展循環(huán)經濟必須面對的科學問題

11、，已受到科技界的高度重視。一般認為，人類一次能源大約13是消耗于摩擦損失，約有70%的設備損壞是由于各種形式的磨損而引起的。中國機械工程學會摩擦學分會上世紀末的全國調查顯示：我國每年制造汽車消耗的鋼材與制造汽車配件消耗的相比大致相等。根據美國、英國、德國等國家的統(tǒng)計，與摩擦、磨損有關方面的花費大約占國民經濟年生產總值的2%~7%。我國的GDP只占世界的4%，卻消耗了世界30%以上的鋼材。同發(fā)達國家比較，我國目前平均生產水平還較低。200

12、3年國民經濟的生產總值為11694億元，如果摩擦、磨損有關方面的花費按占國民經濟年生產總值的5%計算，就損失584.7億元。摩擦學及其相關領域的基礎研究既瞄準了當今的科學前沿，又面向國家重大裝備和工程的需求，促進摩擦學和相關學科的發(fā)展，既能解決了我國國民經濟、社會發(fā)展和國家安全中出現的許多重要的摩擦學科學技術問題，又能改善我國在世界能源戰(zhàn)略中的格局。因此，應加強我國在摩擦學領域的研究。1、摩擦學是多學科交叉科學，融基礎知識和應用技術于一

13、體，是包括大家都熟悉的摩擦、磨損、潤滑在內的一個寬廣的科技領域。它在工程上的應用包括：建筑、裝備和產品的摩擦學設計，全生命周期中摩擦消耗和磨損控制，以及潤滑技術措施的實施與新型潤滑材料的研發(fā)。2、摩擦學具有重要的經濟價值。在建筑、裝備和產品的設計中，重視和積極應用摩擦學前沿科技知識，積極進行摩擦學設計，對于提高建筑、裝備和產品的性能、可靠性，降低運行費用，從而提高建筑、裝備和產品在市場上的競爭力，有更為深遠的意義。3、摩擦材料的研究和攻

14、關是工程科技前沿的重點。包括潤滑油和潤滑脂，其與摩擦學有關的性能以及這些性能的正確使用，是提高摩擦學設計質量不可缺少的條件，也是提高設備運行質量、降低運行成本、減少環(huán)境污染和延長使用壽命的基本手段。在近數十年中，摩擦材料一直是材料科學、化學和表面工程領域的前沿課題，也是物理學、控制工程等中的熱門話題。4、摩擦學已成為高科技領域。摩擦學影響范圍廣大，與摩擦學有關的花費往往發(fā)生在建筑、裝備和產品全生命周期中。隨著經濟體制的變革，在激烈的市場

15、競爭下，摩擦學已經成為一個充滿高科技的研究領域，遠離了過去書本或手冊中那些陳舊的概念或者認為“潤滑”只是加加油的傳統(tǒng)概念。隨著科學技術的進步，機械產品在不斷向高速度、高精度、大批量和生產過程高度自動化、連續(xù)化的方向發(fā)展。機械設計時，如不考慮摩擦、磨損問題，就不可能設計出符合要求的機械產品。也就是說在設計階段就應采取有效措施對摩擦、磨損加以控制和利用，已成為機械設計者的基本任務之一。因此，加強機械類相關專業(yè)摩擦學的學習與研究是學生畢業(yè)后能

16、設計出符合世界發(fā)展潮流的綠色環(huán)保、節(jié)能降耗機械產品的重要條件。利用摩擦磨損試驗機進行摩擦學相關試驗是最簡單便捷的測試材料摩擦性能的方法。與實際使用試驗相比，試驗機測試周期短，成本低，并且可單獨控制一些參數進行單項測試，靈活性也很好，所以在摩擦學研究領域，摩擦磨損試驗機被廣泛應用于機械設計，材料科學等領域進行材料磨損摩擦性能試驗，用以評定材料的耐磨性能，也可用于測定摩擦功及材料的摩擦系數等。另外，摩擦磨損試驗機能很簡單明了的演示摩擦磨損機