一种飞机刹车盘材料摩擦磨损性能的快速测试方法技术

本发明专利技术公开了一种飞机刹车盘材料摩擦磨损性能的快速测试方法，包括将测试球固定在数控刀杆底部，刀杆高频振动；机床工作台水平面旋转，测试球对正二十四边形C/SiC样件的每个侧面直线往复式摩擦；测试过程通过测力装置记录下完整的力学信号，综合分析计算出纤维角度变化下的表面摩擦系数，对比检测不同表面的磨痕，最终完成刹车盘材料摩擦磨损性能快速测试和设计优化。本发明专利技术能在数控机床上实现各向异性材料的摩擦磨损测试，涵盖了各典型摩擦角度，且保留了磨损平面，本发明专利技术避免了实验过程中的多种人为误差，同时提高了测试精度和效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种飞机刹车盘材料摩擦磨损性能的快速测试方法


[0001]本专利技术涉及航空精密制造与加工
，具体为一种飞机刹车盘材料摩擦磨损性能的快速测试方法。

技术介绍

[0002]随着航空航天技术的发展，陶瓷基复合材料得到了重要的应用。陶瓷基复合材料最突出的优点是轻质、耐高温、抗氧化和抗腐蚀，用作高温结构材料有着不可替代的作用，其中碳纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料C/SiC是目前研究最多、应用最成功和最广泛的陶瓷基复合材料，是航空航天等国防装备发展不可缺少的新型战略性材料，在飞机和高档汽车刹车系统、航空发动机热端部件等方面具有重要的应用。
[0003]传统的测试方法针对此类材料的摩擦磨损性能测试，往往需要制备各种形状复杂的实验件，例如：圆盘、柱销、球形、环形等，效率较低，由于实验中测试条件的不稳定性因素和人为误差，导致后续摩擦磨损数据分散性、波动性较大以及测试精度和重复精度较差的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种飞机刹车盘材料摩擦磨损性能的快速测试方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种飞机刹车盘材料摩擦磨损性能的快速测试方法，包括以下步骤：
[0006]步骤1)、将钨钢圆柱形数控刀杆，下部通过螺纹安装固定球形测试球，测试球材料为轴承钢、铸铁、铜、聚四氟乙烯等，球心与圆柱轴心重合，将预先加工好的板状正24边形的刹车盘材料试样，通过定位孔水平固定在五轴数控机床的测力装置上；
[0007]步骤2)、在数控机床上设定刀杆沿水平方向直线型进给，设定刀杆转速，刀杆自身在水平面内高频振动。机床工作台水平转动至指定位置后静止，刀杆底部的测试球沿试样的侧面位置直线往复式摩擦，重复以上过程，依次完成所有路径的摩擦磨损测试，测试过程中记录下完整的力学信号；
[0008]步骤3)、更换试样的测试样件，分别完成单向C/SiC、多向编织C/SiC刹车盘材料的测试；
[0009]步骤4)、通过对各个路径摩擦磨损力信号的综合分析计算出纤维角度变化下的表面滑动、滚动摩擦系数，取下板状试样，对比检测不同表面的摩擦磨损磨痕，最终完成刹车盘材料典型角度摩擦磨损性能测试和设计优化。
[0010]优选的，在步骤1)中，所述的测力装置，为可同时测试XYZ三个方向动态力学信号的测力仪。
[0011]优选的，在步骤2)中，所述的设定刀杆转速，从正24边形的路径开始测试，由0
°
至165
°
时，刀杆转速为3000
‑
8000r/min，从路径开始直至测试路径结束，刀杆为停转状态。
[0012]优选的，在步骤2)中，所述的依次完成所有路径的磨擦磨损直线往复测试，各测试路径之间暂停2
‑
5秒，以确保各测试角度下的力学信号之间具有清晰的界限。
[0013]优选的，在步骤4)中，所述的典型角度摩擦磨损性能中的典型角度为a
n
，a
n
＝a1+(n
‑
1)d，其中d＝15
°
，a1＝0，n＝1,2,...,13。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0015]1、本专利技术，通过特殊设计的正二十四边形测试路径及对摩擦磨损角度的细分，从而能涵盖典型测试角度的摩擦磨损测试，仅需准备一种试样便可以完成多种角度下滚动、滑动摩擦系数和磨损性能的测试。
[0016]2、本专利技术中，各角度的摩擦力学信号之间具有明显的界限，且各角度下的摩擦磨损表面得以保留，便于后续对摩擦磨损力学信号数据和表面磨损、磨痕进行精确分析和表征，本方法将摩擦磨损测试和各向异性测试进行融合和优化，避免了测试过程中的多种人为误差，同时提高了测试精度和效率。
附图说明
[0017]图1为本专利技术提方法流程图；
[0018]图2为本专利技术方法原理图。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0021]请参阅图1
‑
2，本专利技术提供一种技术方案：一种飞机刹车盘材料摩擦磨损性能的快速测试方法，包括以下步骤：
[0022]1)将钨钢圆柱形数控刀杆1，下部通过螺纹安装固定球形测试球2，测试球材料为轴承钢、铸铁、铜、聚四氟乙烯等，球心与圆柱轴心重合。将预先加工好的板状正24边形的刹车盘材料试样3，通过定位孔4水平固定在五轴数控机床的测力装置上；
[0023]2)在数控机床上设定刀杆1沿水平方向直线型进给，设定刀杆转速，刀杆自身在水平面内高频振动。机床工作台水平转动至指定位置后静止，刀杆底部的测试球2沿试样3的侧面位置(5)直线往复式摩擦，重复以上过程，依次完成所有路径的摩擦磨损测试，测试过程中记录下完整的力学信号；
[0024]3)更换试样3的测试样件，分别完成单向C/SiC、多向编织C/SiC刹车盘材料的测试；
[0025]4)通过对各个路径摩擦磨损力信号的综合分析计算出纤维角度变化下的表面滑
动、滚动摩擦系数，取下板状试样3，对比检测不同表面的摩擦磨损磨痕，最终完成刹车盘材料典型角度摩擦磨损性能测试和设计优化，其中典型角度包括0
°
、15
°
、30
°
、45
°
、60
°
、75
°
、90
°
、105
°
、120
°
、135
°
、150
°
、165
°
、180
°
。
[0026]需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0027]尽管已经示出和描述了本专利技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞机刹车盘材料摩擦磨损性能的快速测试方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)、将钨钢圆柱形数控刀杆(1)下部通过螺纹安装固定球形测试球(2)，测试球材料为轴承钢、铸铁、铜、聚四氟乙烯中的一种或多种，球心与圆柱轴心重合，将预先加工好的板状正24边形的刹车盘材料试样(3)，通过定位孔(4)水平固定在五轴数控机床的测力装置上；步骤2)、在数控机床上设定刀杆(1)沿水平方向直线型进给，设定刀杆转速，刀杆自身在水平面内高频振动，机床工作台水平转动至指定位置后静止，刀杆底部的测试球(2)沿试样(3)的侧面位置(5)直线往复式摩擦，重复以上过程，依次完成所有路径的摩擦磨损测试，测试过程中记录下完整的力学信号；步骤3)、更换试样(3)的测试样件，分别完成单向C/SiC、多向编织C/SiC刹车盘材料的测试；步骤4)、通过对各个路径摩擦磨损力信号的综合分析计算出纤维角度变化下的表面滑动、滚动摩擦系数，取下板状试样(3)，对比检测不同表面的摩擦磨损磨痕，最终完成刹车盘材料典型角度摩擦磨损性能测试和设计优化。2.根据权利要求1所述的飞机刹车盘材料摩擦磨损性能的快速测试方法，其特征在于：在步骤1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立峰，王梓旭，温敬，肖文渊，赵洋，朱晔旻，范弘哲，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：