《流致振動誘發間隙配合面衝擊微動磨損的基礎研究》是依託西南交通大學，由蔡振兵擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：流致振動誘發間隙配合面衝擊微動磨損的基礎研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：蔡振兵
- 依託單位：西南交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
流致振動在核電、電力、石化等領域中經常發生,使得構件如蒸汽發生器中傳熱管/抗振條配合界面不可避免的產生衝擊微動磨損，進而產生破損，造成重大事故。本項目在接觸力學數值模擬的基礎上，改造實驗台並控制試驗條件，通過外激振動源，模擬並實現流致振動誘發的衝擊微動摩擦學條件，實現間隙配合面的衝擊微動磨損。模擬並考察位移幅值、衝擊載荷、頻率、接觸時間、循環次數及環境（流體溫度及鹼性水環境）等參數對衝擊微動磨損材料損傷過程的影響, 探討和揭示間隙配合面衝擊微動磨損的失效機理和主要影響因素，並重點分析機械作用、摩擦化學作用在其中的競爭機制，試圖從摩擦學設計角度提出改善界面摩擦學損傷的方法。本課題立足於國家重大需求-核電站運行安全的基礎科學問題,開展模擬流致振動條件下,間隙合面的衝擊微動摩擦學行為的試驗、理論研究，有著重要的科學意義和工程套用價值。
結題摘要
本項目對於核電裝備中流致振動引發的衝擊微動磨損現象，本研究在設計研發了新型衝擊磨損試驗機並建立了基於衝擊動力學回響的材料衝擊磨損性能表征方法。針對流致振動背景，對典型核電用材料690合金管、Zr-4合金管和304不鏽鋼管在各種複雜實驗工況條件（管徑厚比、支撐角度、支撐跨距、支撐結構、預應力等）下的衝擊動力學回響和磨損行為開展了系統而深入的研究。揭示了其摩擦動力學特性和材料損傷過程的規律，探討了接觸界面的失效機理和主要影響因素。結果表明：（1）結構剛度對管材的衝擊力、能量吸收和衝擊磨損有顯著的影響；（2）懸臂支撐時的衝擊變形遠大於簡支支撐，且峰值力、吸收能等動力學回響指標與磨損量之間有較高的相關性；（3）預應力的施加，會導致能量吸收的減小，並趨於平穩。此外，本項目研究了不同的典型金屬材料、塗層材料和生物材料的衝擊磨損特性，材料性能差別大，界面的力學結構剛度不一樣。從摩擦學的角度，揭示了材料機械性能、表面工程技術、自然生物特性等對衝擊磨損的作用，為衝擊微動摩擦學行為的控制，提供了重要的依據和指導意義，豐富了摩擦學研究和相關理論，為機械界面摩擦學的測試方法提供了新的手段。
