随着现代科学和工程技术的发展,带有不同表面形貌的高分子材料广泛应用于各个工业领域中以提高材料表面的耐磨损性能。但在使用过程中,受到尖锐物体的影响,材料表面容易发生刮擦破坏进而使材料整体失效。本文利用编织纤维基TPU复合材料表面形貌数据,通过优化设计得到相应不同形貌参数模型并对表面参数进行分析,利用3D打印技术制造不同类型试样。依靠自制刮擦实验测试系统(Scratch Test System)进行线性增加荷载模式刮擦实验,分析不同荷载、不同刮头尺寸对材料表面形貌的影响。通过显微观测分析其刮擦破坏模式演变及其刮擦破坏机理,判别材料表面耐刮擦性能的好坏。实验表明:对于只有微凸体的材料表面,刮擦破坏沿刮擦方向出现在微凸体的左侧;对于只有微凹体的材料表面,刮擦破坏沿刮擦方向出现在微凹体的右侧。微凸体与微凹体紧密排布时,材料表面更易受到刮头影响发生表面破坏。
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