噴砂處理表面對滑動摩擦振動噪聲的影響.pdf

1、摩擦噪聲是接觸界面摩擦激發(fā)物體發(fā)生振動時，能量通過周圍介質向外擴散而產生的不穩(wěn)定的聲音。摩擦振動噪聲對摩擦系統的精度、可靠性及正常運行具有嚴重的影響，并會導致嚴重的噪聲污染。摩擦噪聲的根源是摩擦界面的摩擦作用，摩擦界面特征是影響摩擦噪聲的關鍵因素，但目前國內外從摩擦界面角度對摩擦噪聲進行深入研究的報道較少。此外，考慮到界面磨損因素的復雜性和隨機性，目前研究對于控制摩擦尖叫噪聲觸發(fā)和演變規(guī)律的關鍵界面因素的認識尚不足。因此，系統研究噴砂處

2、理后具有不同粗糙度的表面如何影響摩擦振動噪聲特性并揭示其作用機理，將對深入認識影響摩擦尖叫噪聲的界面因素、尖叫噪聲產生的機理，及其如何利用表面噴砂處理方法來控制摩擦噪聲及減輕尖叫噪聲具有重要指導意義。
　　本文采用不同結構及系統剛度的試驗裝置，對光滑表面和不同噴砂處理表面進行滑動摩擦噪聲對比試驗，研究噴砂處理表面在不同試驗裝置上的摩擦尖叫噪聲特性及其對摩擦尖叫噪聲的影響規(guī)律和作用機理。結論主要如下:
　　(1)噴砂處理表面對

3、摩擦尖叫噪聲的產生時間及強度有重要影響。盡管相同表面在兩種具有不同結構及系統剛度的試驗裝置中體現出來的摩擦噪聲特性有所不同，但采用兩種試驗裝置所進行的摩擦噪聲試驗均得出了一致的規(guī)律:噴砂表面的粗糙度越大，摩擦尖叫噪聲產生的時間越晚，其強度越弱。因此，本研究在考察噴砂處理表面對摩擦尖叫噪聲特性影響規(guī)律時排除來自系統結構的影響，得出噴砂表面粗糙度是影響界面尖叫噪聲產生及演變的重要影響因素。
　　(2)對于光滑表面和噴砂處理表面，在摩擦

4、系統產生噪聲時，摩擦力都存在劇烈波動，同時摩擦系統產生自激振動。產生摩擦噪聲表面的摩擦力、振動加速度和噪聲信號的主頻都相同，并且和摩擦系統的某階自然頻率十分接近。此外，摩擦力和振動加速度、聲壓和振動加速度在主頻處的相干性很高。這表明摩擦噪聲是因摩擦力主頻與系統自然頻率耦合引起的摩擦系統自激振動而產生。
　　(3)磨損表面的磨屑堆積、粘著剝落和犁溝等摩擦界面特征是引起界面摩擦力劇烈波動，誘發(fā)摩擦系統自激振動并最終產生高頻尖叫噪聲的主

5、要因素。光滑表面磨損后極易形成明顯的磨屑堆積和粘著剝落等“不平順”特征，其粘著撕裂作用很容易引起摩擦力高頻波動，并較早產生高強度的尖叫噪聲。相比之下，噴砂處理表面微凸體磨損后所形成的真實接觸面積明顯較小，具有明顯的不連續(xù)性，且主要以“接觸平臺”形式存在。由于“接觸平臺”表面主要以犁溝為特征，而犁溝效應引起的摩擦力波動能量較弱，因此，噴砂處理表面產生尖叫噪聲的時間明顯較晚且強度較低。
　　(4)提出了噴砂處理表面影響摩擦噪聲的機理:

6、對于噴砂處理表面，表面粗糙度越大微凸體的分布越分散，磨損過程中真實接觸面積越小且不連續(xù)性更明顯，真實接觸表面磨屑堆積和粘著剝落現象越輕，越不易引起的摩擦力高頻波動及尖叫噪聲。此外，噴砂表面“接觸平臺”表面主要以犁溝為磨損特征，相比磨屑堆積和粘著剝落等特征，犁削效應引起的摩擦力波動能量越弱，產生的尖叫噪聲的時間越晚，強度越低?？偟膩碚f，相比光滑表面，噴砂處理表面能有效減緩磨屑堆積和粘著剝落等磨損特征的形成，削弱了界面效應引起摩擦力高頻成分