[发明专利]金属孔结构的冷挤压强化摩擦系数测试方法

权利要求书

1.一种金属孔结构的冷挤压强化摩擦系数测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据各向同性金属材料孔结构冷挤压强化过程，利用拉美公式建立挤压孔的径向压应力与强化量的关系模型；

S2、根据金属孔结构冷挤压强化过程中金属孔的结构特征和强化特征，建立基于库伦摩擦原理的强化阻力模型；

S3、利用强化阻力测量装置获取冷挤压过程的强化阻力-位移曲线，并对线性摩擦阻力阶段进行线性拟合，得到曲线拟合的斜率参数和常数参数；

S4、根据强化阻力理论模型，计算金属孔结构冷挤压强化过程中挤压孔壁与芯棒接触面摩擦系数，所述挤压孔壁与芯棒接触面摩擦系数的计算公式为：

其中，E_B、E_P分别为芯棒和金属结构的弹性模量，v_B、ν_P分别为芯棒和金属结构的泊松比，I为相对强化量，D为芯棒挤压头最大直径，d为待强化结构孔直径，κ为斜率参数。

2.如权利要求1所述的金属孔结构的冷挤压强化摩擦系数测试方法，其特征在于，所述步骤S1中挤压孔的径向压应力与强化量的关系模型具体为：

其中，σ_r为挤压孔的径向压应力，E_B、E_P分别为芯棒和金属结构的弹性模量，v_B、ν_P分别为芯棒和金属结构的泊松比，I为相对强化量，D为芯棒挤压头最大直径，d为待强化结构孔直径。

3.如权利要求2所述的金属孔结构的冷挤压强化摩擦系数测试方法，其特征在于，所述步骤S2中基于库伦摩擦原理的强化阻力模型具体为：

其中，F_Z为强化阻力，μ为芯棒与挤压孔壁的摩擦系数，s为芯棒沿挤压拉伸方向的相对挤压位移，F_τ为强化量引起的剪切阻力，t为芯棒挤压头长度。

4.如权利要求3所述的金属孔结构的冷挤压强化摩擦系数测试方法，其特征在于，所述步骤S3中强化阻力测量装置包括拉枪(1)、芯棒(2)、待强化结构(3)、压力传感器(4)和计算机(5)；所述压力传感器(4)为中心带通孔的圆环形结构，其一侧面与待强化结构(3)相接触，并与计算机(5)电连接；所述待强化结构(3)具有与所述压力传感器(4)的中心通孔同轴的中心孔；所述芯棒(2)从待强化结构(3)的另一侧依次穿过待强化结构(3)和压力传感器(4)的中心孔，并与拉枪(1)固定连接。

5.如权利要求4所述的金属孔结构的冷挤压强化摩擦系数测试方法，其特征在于，所述压力传感器(4)的中心通孔直径大于拉枪(1)的头部直径。

6.如权利要求5所述的金属孔结构的冷挤压强化摩擦系数测试方法，其特征在于，所述线性摩擦阻力的拟合公式具体为：

F_R0＝κs+α,0＜s≤t

其中，F_R0为线性摩擦阻力，κ为斜率参数，α为常数参数。