Page 38 - 摩擦学学报2025年第8期

1136 摩擦学学报（中英文） 第 45 卷

Contact pressure/MPa Contact pressure/MPa Contact pressure/MPa Contact pressure/MPa
(a) 1.92 1.87 2.38 1.88

1.45 1.09 0.56 1.26
Time
Contact pressure/MPa Contact pressure/MPa Contact pressure/MPa Contact pressure/MPa
1.86 2.56 1.93 1.95

1.28 0.03 1.09 1.37

Depth/μm Depth/μm Depth/μm Depth/μm
(b) 6.82 6.62 6.70 7.36

0.16 4.11 6.01 7.04
Time

Depth/μm Depth/μm Depth/μm Depth/μm
7.32 6.26 7.01 7.71

1.92 5.51 6.56 7.47
Fig. 14 Evolution of wear behavior during the first braking process: (a) pressure distribution; (b) main wear areas
图 14 第一次制动过程中磨损行为的演变：(a)压力分布；(b)主要磨损区域

向内侧转移. 度为56.1 μm，最小磨损深度为37.8 μm，相差18.3 μm，
图15所示为第2次制动过程中摩擦块表面接触压 原因是升温导致了摩擦块中部发生膨胀. 在后续制动
力分布及主要磨损区域的变化. 第1次制动中摩擦块 过程中，虽然主要磨损部位伴随着制动的进行不断发
中部由于热膨胀而磨损较多，因此，第2次制动开始时 生变化，但整体磨损较为均匀，最大磨损深度与最小
摩擦块表面为凹陷状态. 由图15(a)所示，制动开始时 磨损深度差值在1 μm以内. 通过对比磨损分布结果可
摩擦块中部有较大区域压力为0 MPa，最大压力分布 知，首次制动的磨损分布情况与后续制动不同，第2次
在摩擦块边缘. 随着温度升高，摩擦块中部膨胀，同时
制动以后磨损规律基本一致. 图16(b)所示为摩擦块的
摩擦块边缘会发生磨损，摩擦块中部压力逐渐增大并
累积磨损深度，其随着制动次数的增加而不断增加.

在数值上超过摩擦块边缘的接触压力. 随着制动过程
的继续进行，摩擦块中部膨胀部分被磨掉，最大压力
5 结论
由中部向内侧转移. 图15(b)所示为主要磨损区域随时
a. 单次制动与多次制动工况下摩擦块的磨损行
间的变化情况，可以看到，制动前期主要磨损部位为
为具有较大差异. 单次制动后摩擦块表面剥落数量多
摩擦块边缘，随着制动过程的进行，主要磨损区域变
且分布密集，接触平台不连续且面积小. 多次制动后，
为摩擦块中部并最终过渡到摩擦块内侧.
由于第3次到第5次仿真得到的磨损行为演变规 摩擦块表面剥落尺寸大但数量少且较为分散，接触平
律与第2次的结果相似，这里不再赘述. 图16所示为多 台面积增大，摩擦块边缘掉块增多.
次制动过程中摩擦块在每一次制动过程中的主要磨 b. 单次制动工况下，裂纹沿着剥落向外延伸，分
损区域以及累积磨损深度. 由图16(a)可知，在跑合过 布在靠近摩擦界面处，且长度较短. 多次制动工况下，
程中摩擦块发生了偏磨，切入端磨损大于切出端. 在 靠近摩擦界面处的裂纹数量增多，且裂纹不仅出现在
第1次制动过程中，摩擦块中部磨损严重，最大磨损深 摩擦表面附近，基体内部也有裂纹产生，裂纹长度较长.