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聚醚醚酮(PEEK)及其碳纤维增强复合材料(CF/PEEK)具有突出的摩擦磨损性能,所以作为耐磨材料在航空航天、汽车等多个领域得到了广泛应用。本文基于高温端面摩擦磨损实验,研究了 PEEK及30%CF/PEEK注塑制品摩擦磨损规律,并结合ABAQUS软件实现了磨损的模拟与预测。(1)首先,本文基于高温端面摩擦磨损实验研究了不同实验条件(压力×转速,PV)对PEEK及30%CF/PEEK注塑制品磨损率的影响。实验结果表明PEEK磨损率随PV增大而增大近似二次函数关系,而30%CF/PEEK磨损率随PV增大而减小近似反比例函数关系。PV约大于0.4 Pa·m/s时PEEK磨损率开始超过30%CF/PEEK,并且随PV增大差异越明显。根据以上规律借助MATLAB软件进行数据拟合建立了 PEEK及30%CF/PEEK的修 Archard磨损计算模型将该磨损计算模型引入ABAQUS子程序Umeshmotion对磨损进行数值模拟。一^定PV范围内平均磨损深度模拟结果与试验结果吻合良好,但在PV很大或高温条件下磨损预测存在较大误差。(2)其次,为了建立一个同时考虑摩擦条件及接触面温度条件的磨损计算模型,将初始温度、压力×转速同时做为实验变量进行摩擦磨损实验。实验结果表明PEEK及30%CF/PEEK磨损均随初始温度升高而增加。因为PEEK材料热传导系数比较低,高PV条件下摩擦过程中其接触面温度会显著高于其他位置温度,现有实验条件无法测量接触面温度。所以本文利用ABAQUS软件模拟了摩擦过程的温度场,并与实验测温点处的温度进行对比,验证了本文温度场模拟的合理性。然后提取了模拟过程中接触面温度平均值,与实验PV及测得的磨损量一同建立了 PEEK及30%CF/PEEK考虑接触面温度的修正Archard磨损计算模型。(3)最后,本文将模拟得到的摩擦温度场做为预定义场导入ABAQUS软件中进行顺序热力耦合分析。在每个分析步提取一次接触面节点的温度场、接触压力及相对滑移量代入考虑接触面温度的修正Archard磨损计算模型,计算得到节点相应磨损深度,更新模型如此循环实现磨损的累积,直到达到总磨程。模拟磨损深度与实验相比吻合较好,说明本文提出的磨损模型与数值模拟方法的合理性,适用于PEEK及30%CF/PEEK在复杂接触条件下的磨损预测。