CN105973737A - 一种用于摩擦片磨损量的获取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于摩擦片磨损量的获取方法，包括步骤1)将新的摩擦片表面进行成像处理，获取该摩擦片的微形貌特征；步骤2)设置采样的点阵密度，输出描述摩擦层表面轮廓特征的点阵数据，进行插值处理，获得拟合曲面；步骤3)在拟合曲面基础进行三维模型重建；步骤4)将导入的实体进行网格划分，获得有限元分析模型；步骤5)获取实际作业时的摩擦片的初始速度、终止速度、制动时间和压力；步骤6)施加实际工况获取的边界条件，进行摩擦磨损分析；步骤7)与实际测量值进行对比，不断修正边界条件。本发明可以有效且精确的获得摩擦片磨损量，相比于实物测绘无需拆卸、操作简单且具有长远的发展前景。

Description

一种用于摩擦片磨损量的获取方法

技术领域

本发明属于履带车辆传动领域制动器磨损测量技术领域，特别涉及一种用于摩擦片磨损量的获取方法。

背景技术

高能量密度摩擦传动系统是高性能传动的关键，其显著特征是大功率、高转速，Cu基、Fe基粉末冶金摩擦副由于其优异的耐磨性和较高的热容被广泛应用于履带车辆的传动领域。随着机车制动器使用频率的增多，机车制动器的磨损越来越严重，导致制动器的厚度越来越小，容易造成安全隐患。

现在的机车制动器摩擦片厚度的检测方法一般为人为目测法，这种检测方法往往需要有经验的检测人员进行检测，检测效率低，且检测结果的精确度不高。另一种就是进行大量的滑摩实验，因此，如何有效的提高制动器厚度的检测效率，低成本获得精确的检测结果是本领域技术人员目前需要解决的技术问题

发明内容

本发明要解决的技术问题为：提出的一种用于摩擦片磨损量的获取方法，是为了解决现有技术中存在的劳动强度大、精度低等问题。

本发明采用的技术方案为：一种用于摩擦片磨损量的获取方法，其实现步骤如下：

步骤一、采用镭射显微镜将新的摩擦片表面进行成像处理，获取该摩擦片的微形貌特征；

步骤二、设置采样的点阵密度，输出描述摩擦层表面轮廓特征的点阵数据，去除一些错误点，进行插值处理，获得拟合曲面；

步骤三、将拟合曲面导入有限元分析软件进行三维模型重建，并进行网格划分，特别是采集的部分要进行多次细化处理，获得有限元分析模型；

步骤四、将摩擦片安装到工程车上进行实际作业，通过安装传感器的手段获取制动器工作时摩擦片的初始速度、终止速度、制动时间和压力，并把所有工况一一记录；

步骤五、将步骤四获取的边界条件，添加到步骤三建立的有限元模型，进行摩擦磨损分析；

步骤六、分析结束后，获得摩擦片该实际工况下的仿真磨损量，与实际的情况进行对比分析，不断修正有限元仿真的边界条件，使得仿真数据更加准确。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明相比一般观察法精度高；

(2)本发明相比于大量的滑摩实验，成本低、劳动小。

附图说明

图1为本发明方法实现流程图；

图2为本发明中镭射采集摩擦层形貌图；

图3为本发明中摩擦盘三维实体化模型图；

图4为本发明中有限元分析磨损表面形貌。

具体实施方式

为了清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体的实施方式，并结合其附图对本方案进行阐述。

如图1所示，一种用于摩擦片磨损量的获取方法，其实现步骤如下：

步骤一、首先将待分析表面用95％的酒精擦拭，去除摩擦表面的油渍，以免采集数据的准确性，减小错误点。将摩擦片放置在镭射显微镜下，使用镭射显微镜将需要研究的样本进行表面成像处理，通过计算机采集系统获取该摩擦片的微形貌特征，如图2所示；

步骤二、在计算机上设置采样的点阵密度，点阵密度的大小会影响输出模型的精确程度，点阵密度越高精确度越高。将计算机采集的数据点阵进行输出，输出的数据为各点的位置信息和高度信息，以坐标和高度的形式输出在.txt文件中；

步骤三、设置容差区间，通过计算机对数据进行筛选，去除容差区间之外的数据，获得的数据进行Hermite插值处理，一般采用三次Hermite插值形式，形成二阶连续曲面，具体插值函数如下：

$p_i\left(u\right)=\[F_{i0}\left(u\right)F_{i1}\left(u\right)G_{i0}\left(u\right)G_{i1}\left(u\right)\]\left[\begin{array}{c}{p}_i\\ p_{i+1}\\ {\stackrel{\·}{p}}_i\\ {\stackrel{\·}{p}}_{i+1}\end{array}\right],u_i\≤u\≤u_{i+1},i=0,1,\mathrm{2...},n-1$

$p_i\left(v\right)=\[F_{i0}\left(v\right)F_{i1}\left(v\right)G_{i0}\left(v\right)G_{i1}\left(v\right)\]\left[\begin{array}{c}{p}_i\\ p_{i+1}\\ {\stackrel{\·}{p}}_i\\ {\stackrel{\·}{p}}_{i+1}\end{array}\right],v_i\≤v\≤v_{i+1},i=0,1,\mathrm{2...},n-1$

其中，u_i为u方向的第i个公共参数化数据；

u_i+1为u方向的第i+1个公共参数化数据；

v_i为v方向的第i个公共参数化数据；

v_i+1为v方向的第i+1个公共参数化数据；

F_i0(u)F_i1(u)G_i0(u)G_i1(u)为待定的u方向的Hermite插值基函数；

F_i0(v)F_i1(v)G_i0(v)G_i1(v)为待定的v方向的Hermite插值基函数；

p_i为i点的数据点值；

p_i+1为i+1点的数据点值；

为i数据点的切失；

为i+1数据点的切失；

步骤四、将形成的插值曲面读入MATLAB进行分析处理，获得插值后表面形貌的图像；

步骤五、将拟合曲面导入有限元分析软件进行三维模型重建，并进行网格划分，特别是采集的部分要进行多次细化处理，输入模型的弹性模量和泊松比等信息，并建立刚性连接，获得有限元分析模型，如图3所示；

步骤六、将摩擦片安装到工程车上进行实际作业，通过安装速度、位移和压力传感器的手段获取制动器工作时摩擦片的初始速度、终止速度、制动时间和压力，并把所有工况一一记录；

步骤七、将步骤四获取的边界条件，添加到步骤三建立的有限元模型，进行摩擦磨损分析，如图4所示；

步骤八、分析结束后，获得摩擦片该实际工况下的仿真磨损量，与实际的情况进行对比分析，不断修正有限元仿真的边界条件，使得仿真数据更加准确。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (1)

1.一种用于摩擦片磨损量的获取方法，其特征在于实现步骤如下：

步骤一、采用镭射显微镜将新的摩擦片表面进行成像处理，获取该摩擦片的微形貌特征；

步骤二、设置采样的点阵密度，输出描述摩擦层表面轮廓特征的点阵数据，去除一些错误点，进行插值处理，获得拟合曲面；

步骤三、将拟合曲面导入有限元分析软件进行三维模型重建，并进行网格划分，特别是采集的部分要进行多次细化处理，获得有限元分析模型；

步骤四、将摩擦片安装到工程车上进行实际作业，通过安装传感器的手段获取制动器工作时摩擦片的初始速度、终止速度、制动时间和压力，并把所有工况一一记录；

步骤五、将步骤四获取的边界条件，添加到步骤三建立的有限元模型，进行摩擦磨损分析；

步骤六、分析结束后，获得摩擦片该实际工况下的仿真磨损量，与实际的情况进行对比分析，不断修正有限元仿真的边界条件，使得仿真数据更加准确。