磨损率计算

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🧮 Wear Rate Calculator (Archard)

Based on the Archard wear equation, from material hardness, contact pressure, sliding velocity and friction coefficient, computes the volumetric wear rate and estimated wear depth.

📐 计算公式
Archard 磨损估算（本页代码口径，μ 不直接进公式、只定磨损系数档）：H=硬度HV×9.81（MPa）；K 按 μ 分档——μ>0.4 取 5×10⁻⁵、>0.2 取 10⁻⁵、>0.1 取 10⁻⁶、其余 10⁻⁷；法向载荷 F=接触压力×接触面积（N）；体积磨损率=K×F×v÷H（mm³/s）；总滑距=v×时间×3600（m）；总磨损体积=K×F×总滑距÷H（mm³）；磨损深度=总磨损体积÷接触面积（mm）；PV 值=P×v×10⁶（Pa·m/s）。校验：须 硬度>0、压力>0、v≥0、0<μ≤1、面积>0、时间≥0，违者逐项标红提示。判据：PV 极限按 μ>0.3 取 2.0、否则 0.5 MPa·m/s——超限提示严重磨损、过半提示注意散热、否则安全；硬度 <200 软材料磨损快、<600 中等硬度、≥600 高硬度耐磨。
基于 Archard 磨损模型：磨损体积与接触压力 P、滑动速度 v、摩擦系数 μ 成正比、与材料硬度 HV 成反比；结合接触面积与运行时间预估磨损量，用于耐磨设计。
💡 Archard方程：V = K·F·s/H；体积磨损率 = K·P·v/H（mm³/N·m）；K 取决于材料与润滑条件

Formula & Standard References

Item Formula / Note Source / Standard
Archard wear lawV = KWL/HArchard 1953
Wear ratew = V/(A·t)Tribology definitions
Wear coefficientK ranges 10⁻⁸–10⁻³ by conditionTribology handbook
Specific wear rateWs = V/(F·L)GB/T 12444-2006
PV limitExceeding PV limit causes failureBearing design criteria
Test methodPin-on-disc / block-on-ringGB/T 12444-2006
⚠️ 注意事项
  • 磨损系数 K 典型范围：10⁻⁸ ~ 10⁻⁴，金属干摩擦约 10⁻⁵，润滑态约 10⁻⁷
  • 硬度 HV 转 GPa：1 HV ≈ 9.81 MPa
  • 滑动速度过高可能进入严重磨损区，需参考 PV 极限
  • 本工具纯前端运行，数据不会上传到服务器

🕘 最近计算

暂无计算记录

📚 深度解析：磨损率计算（Archard 磨损方程）

💡 常见使用场景

方法
算法：硬度 H = 维氏硬度×9.81（MPa）；磨损系数 K 按摩擦系数 μ 取值：μ>0.4→5×10⁻⁵、>0.2→1×10⁻⁵、>0.1→1×10⁻⁶、否则 1×10⁻⁷；法向载荷 F = 接触压力(MPa)×接触面积(mm²)（N）；体积磨损率 = K×F×滑动速度/H（mm³/s）；总滑行距离 = 速度×时间(h)×3600（m）；总磨损体积 = K×F×总距离/H（mm³）；磨损深度 = 总磨损体积/面积（mm）；PV 值 = 压力×速度×10⁶（Pa·m/s）。提示：PV 超 μ>0.3 时取 2.0MPa·m/s、否则 0.5MPa·m/s 的限值；HV<200 软材料磨损快，<600 中等，否则耐磨性好。
算例
例：600HV、5MPa、0.5m/s、μ=0.3、面积 100mm²、1000h → H 5886MPa、K 1.00×10⁻⁵、F 500N、体积磨损率 4.247×10⁻⁷mm³/s、总滑行 1.80×10⁶m、总磨损 1.5291mm³、磨损深度 0.0153mm、PV 2.50×10⁶，判定「PV 值超限，可能严重磨损」，材料「高硬度，耐磨性好」。若改 200HV、1MPa、0.2m/s、μ=0.05、面积 50mm²、2000h → H 1962MPa、K 1.00×10⁻⁷、F 50N、总滑行 1.44×10⁶m、总磨损 0.0037mm³、深度 0.0001mm、PV 2.00×10⁵，判定「PV 值安全」。

❓ 常见问题（FAQ）

磨损系数 K 为什么由摩擦系数推断？
K 是 Archard 方程中的无量纲磨损系数，严格应通过销盘或往复磨损试验测定。本工具按 μ 分档给出量级估值（10⁻⁷ 良好润滑 ~ 5×10⁻⁵ 严重干摩擦），仅用于方案阶段比较。由于结果对 K 呈线性敏感，建议用同类材料的实测值替换后再用于寿命预测。
PV 值超限意味着什么？
PV 值（接触压力×滑动速度）是滑动摩擦副发热与磨损的综合指标，超过材料许用 PV 会因摩擦热积聚导致温升失控、胶合或快速磨损。工程上常用 PV 限值筛选材料（如聚四氟乙烯约 0.05~0.1MPa·m/s，青铜约 1~2MPa·m/s），超限时应降载、降速或改善散热与润滑。

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📝工具简介

磨损率计算器基于 Archard 磨损方程，输入材料硬度（HV）、接触压力、滑动速度与摩擦系数，计算体积磨损率、总磨损体积与磨损深度，并评估 PV 值是否在安全范围内，为摩擦学设计与材料选型提供参考。

✨功能特点

🎯使用场景