[发明专利]一种双动式摩擦系数测定装置及其测定方法

权利要求书

1.一种双动式摩擦系数测定装置，其特征在于：包括上动力部分、下动力部分、工作部分和支撑部分；上动力部分包括材料性能测试仪（1）、热气挡板（2）、上水冷装置（3）以及联接螺钉（4）；下动力部分包括液压缸（15）、压力传感器（14）以及下水冷装置（13）；工作部分放置在高温加热炉（22）内，工作部分包括上压杆（5）、上挡筒（6）、上挡筒顶盖（7）、挤压筒（8）、挤压杆（9）、挤压杆顶杆（10）、下挡筒（11）、固定柱销（19）、坯料（20）、可拔柱销（21）；支撑部分包括上支撑板（12）、下支撑板（16）、支撑螺杆（17）、紧固螺栓（18）；下支撑板（16）上设置两个支撑螺杆（17），支撑螺杆（17）上固定支撑板（12），两个支撑螺杆（17）之间及上支撑板（12）的下部设置液压缸（15），液压缸（15）上设置压力传感器（14），压力传感器（14）上设置挤压杆顶杆（10），挤压杆顶杆（10）的上端部为挤压杆（9），挤压杆（9）上放置坯料（20）和挤压筒（8），挤压筒（8）上设置上挡筒顶盖（7），上挡筒顶盖（7）与上挡筒（6）通过可拔柱销（21）联接，上挡筒（6）通过固定柱销（19）与下挡筒（11）联接，下挡筒（11）由紧固螺栓（18）固定在上支撑板（12）上。挤压筒（8）上设置上压杆（5），上压杆（5）通过联接螺钉（4）联接在上水冷装置（3）上，上水冷装置（3）固定在材料性能测试仪（1）上，材料性能测试仪（1）下端设置热气挡板（2）。

2.一种双动式摩擦系数测定装置测定摩擦系数方法，其特征在于：

第一步：将坯料（20）装在挤压筒(8)内，在高温加热炉（22）内通入保护性气体，启动高温加热炉(22)，将工作部分加热到预定温度；

第二步：由于下动力部分的作用，使挤压杆(9)向上运动，使坯料(20)发生镦粗变形，并形成一定的压力P1：

第三步：当坯料（20）镦粗在挤压筒(8)内后，由于上动力部分的作用，使得上压杆（5）穿过上挡筒顶盖（7）的两个孔将挤压筒推下；再通过上动力部分的材料性能测试仪得到推筒过程的载荷行程曲线，则坯料（20）与挤压筒（8）之间的摩擦剪应力：

τ=1000(Fa-Fb)πd(Lb-La)(MPa)]]>

式中：F_a－A点挤压筒所受的瞬时载荷，单位N;

F_b－B点挤压筒所受的瞬时载荷，单位N;

L_a－A点挤压筒所受的瞬时位移，单位mm;

L_b－B点挤压筒所受的瞬时位移，单位mm;

第四步：当挤压筒（8）完全脱离坯料（20）后，将可拔柱销（21）拔除，旋转上压杆（5），使上压杆直接接触上挡筒顶盖（7），用上动力部分将坯料压缩;通过得到的载荷行程曲线分析出其应力应变曲线，并得到坯料在此变形条件下的流动应力σ_s，再根据米赛斯屈服条件K=0.577σ_s，得到材料的最大剪应力值K。

第五步：根据常摩擦条件，其摩擦剪应力τ的表达式为：

τ=mK.

则可确定摩擦系数：

m=1000(Fa-Fb)πdK(Lb-La).]]>