机械磨损机理
粗糙表面材料的变形及移除
材料的刨除（Plowing或Ploughing)
脱层
粘接撕除
研磨
微动磨损
固体粒子撞击
磨损分析应用领域
存在磨损现象的领域
刹车片
与运动部件接触的密封件
切削
滚压
发动机
轴承
齿轮
线性结构滑移
轮胎
骨关节
存在的问题分类
适合中等程度的磨损
M<0.4
磨损率<临界值
极度光滑表面-抛光
Debris<100n直径
应用Archard方程
剧烈的磨损
M>0.4
磨损率>临界值
粗糙, 深度撕裂表面
大的粗糙粒子大于0.01mm
磨损现象
磨损和磨损率随时间或周期的变化
在恒定运行条件下，摩擦系数和粗糙度是时间的函数
磨损模型
常用磨损模型
Archard方程
Archard方程的修正
变形更新
几何更新
经典的Archard磨损模型
W =K*F*Gt/H
W：磨损量
K：磨损系数
F：法向力
Gt：滑移距离
H：硬度
磨损模型
Duw/Dt = A sn Vs
Duw/Dt = A snmVsn –Bayer指数形式
Duw/Dt = A snmVsn exp-B/T –带热激活能的Bayer指数形式
Duw/Dt = A sn Vsexp-Q/RT
Duw/Dt = A(T) sn Vs –材料参数可以与温度相关
注：
Duw/Dt 为法向磨损变化率
sn –法向应力
Vs –滑移速度
R –气体常数
Q –激活能
T –绝对温度
磨损模型的选择及参数定义菜单
在前处理接触体定义菜单里面可以选择磨损模型，也可以采用用户子程序定义用户的磨损模型。
磨损模型材料参数的获取
磨损模型参数获取
磨损试验是测定材料抵抗磨损能力的一种材料试验。通过这种试验可以比较材料的耐磨性优劣。磨损试验比常规的材料试验要复杂。首先需要考虑零部件的具体工作条件并确定磨损形式，然后选定合适的试验方法，以便使试验结果与实际结果较为吻合。磨损模型分为黏着磨损、磨粒磨损、冲蚀磨损、腐蚀磨损、微动磨损。
测试标准：GB/T 12444，来自ISO标准
考虑磨损后的网格重划分
Marc有多种适合磨损分析的网格重划分方法：
应用案例
切削–刀具的磨损
热机耦合分析
工件采用了网格重划分功能
采用Archard模型
切削–等效塑性应变云图动画
切削–刀具的磨损矢量图
材料加工中压头的磨损
工件的塑性应变云图动画
模具磨损矢量图显示
梯形轧制轧辊磨损分析
轧辊的法向应力
板件的塑性应变云图动画
轧辊磨损累积
节点在45度角的位置
第5节点在对称轴上
每个增量步转动2°
橡胶密封件磨损
密封性能分析
摩擦与磨损模型
轴承法兰结构微振磨损算例模型
模型组成
模型结构如上图所示，由轴轮和制动盘两部分构成。
利用对称性，简化成1/4进行分析。
轴承法兰微振磨损计算结果
可以看出：
在圆孔周围的磨损较小
最大磨损量在螺孔的周围，而外围被内侧要大，是由于外围相对的位移量大造成的。
在对称面附近磨损量相对较小。
全髋关节置换部件的磨损分析
ADM种植体修复体分析与对比
实验组的微分离损失了2.9mm3/million循环
有限元分析预测的体积损失为3.3mm3/million循环
复合材料磨损分析
Al/Al2SiO5/C冷激复合材料磨损行为的有限元模拟
（FiniteElement Wear Behavior Modeling of Al/Al2SiO5/C Chilled Hybrid Metal MatrixComposites (CHMMCs) ）
刹车装置的磨损分析
热机耦合分析
接触摩擦生热分配不等
航天设备耐磨弹簧片磨损模拟
航天设备耐磨弹簧片磨损模拟
两个圆柱型元件之间设计了一个弹簧片，考察一下该弹簧片的实际磨损情况。
因为是轴对称模型，分析中截取1/50几何模型，计算圆环形元件下移过程中弹簧片的磨损情况。
减速器防水结构进行了初步磨损分析
轴采用钢材材料模型，密封圈采用2项Mooney-Rivlin模型。
采用Archard模型，选择更新几何选项。