基于离散元研究石墨对铜基石墨复合材料摩擦磨损性能的影响

文章利用离散元二维颗粒流程序(PFC2D)建立铜基石墨复合材料和45#钢摩擦副数值模型，基于环-块滑动接触方式，研究摩擦过程中摩擦界面动态变化规律及石墨粒径和体积分数对复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明：复合材料和45#钢摩擦过程中，在摩擦表面逐渐形成石墨润滑层，使得摩擦副的接触由金属与金属接触逐渐转变为石墨与金属接触；随着时步数增加，材料摩擦系数整体下降并达到稳定；石墨粒径增加，摩擦系数增大，磨损量先减少后增多，石墨粒径为18μm时，磨损量最少为1.65×10^-8 m³;石墨体积分数增多，材料摩擦系数降低，磨损量先减少后增多，石墨体积分数为12%时，磨损量最少为1.61×10^-8 m³。