碳纤维增强铜基复合材料（简称C/Cu复合材料）是一种优良的自润滑摩檫副材料Ih31.自润滑轴承常规的设计准则是限定压强p和相对滑动速度v，即pv值。研究表明|4，51，复合材料的磨损率与pv值不成正比，大载荷低速度和小载荷高速度的两个轴承，尽管其pv值相同，但运转时的磨损特性不同。若仍将pv值作为一个常数来设计复合材料无润滑轴承，势必会造成很大误差。因此，引入可靠性技术，采用统计分析方法，建立材料在不同可靠度下的极限压强与极限速度曲线（简称曲线）作为自润滑轴承的设计准则是合理的|6，71.由于C/Cu复合材料的耐磨损特性，使得相应的摩檫磨损试验耗时较多。而为了寻找其磨损规律，又希望试验参数取值的范围尽可能较宽，这将使本来很耗时的摩檫磨损试验更加冗长。本文作者首次采用一种新型的摩檫磨损试验设计方法，以实现通过较少试验次数来获取具有代表性的样本，从而建立具有可靠性指标的自润滑轴承设计准则。

　　1.试环材料为淬火45钢，硬度55HRC，表面经研磨加工，其外形如（b）所示。碳纤维方向与滑动方向一致。用电感测微仪测量试块磨损前后尺寸的变化，经计算得到磨损率。环境条件为常温，相对湿度RH=55%. 1.2试验设计常用的试验设计方法有：全因素试验法、单因素轮换试验法以及正交设计法等。我们采用一种“我国独创，世界**”的试验设计方法一一均匀设计法|81.该方法曾在我国的导弹设计中发挥过重要作用。它是通过一套按数论理论制定的规范化表格来实现的，该套表格包含均匀设计表和使用表两组，前者含有k行s列的方阵，是使用者进行试验设计的基本工具，后者用于指导各因素在均匀设计表中的排列方式。由于它布点均匀分散，因而每个试验点都具有代表性。与其它几种试验设计方法相比，均匀设计法相应的试验次数明显较少。

　　在研究无润滑轴承的磨损特性时，若要探讨载荷基金项目：国家自然科学基金项目（59275180）。

　　p滑动速度v摩擦副材料m以及环境条件c对磨损率X的影响，即要寻找X与p vm及c等因素之间的变化规律，为此必须进行一系列的摩擦磨损试验。设取该4个因素各为9个水平进行考察，即：则全因素试验法是将每一因素的不同水平排列组合起来，需进行9<9<9<9=6561次试验。当因素和水平数不多时，采用该方法可获得丰富的试验结果。但当因素和水平数较多时，采用这种方法则非常繁冗。

　　而采用均匀设计法设计四因素九水平的磨损试验，可选用（穿）设计表。只需进行9次试验即可。该磨损试验方案不仅使所考察的因素空间（水平数）足够大，而且大大减少了试验次数，提高了试验效率。

　　本文旨在考察给定材料和环境条件下，载荷p和滑动速度v对磨损率X的影响规律，故所考察的因素为p和v.现将p和v分别取9个水平，选用均匀设计表（穿），试验设计结果见表1**和第二两列。

　　表1试验数据与分析为了古算一有90置信系数弈度1这里所：许界磨擂dX的Ml定藤度1.3*小样本容量的选择在载荷和速度一定的条件下，C/Cu复合材料的磨损率X！从正态分布，即Xn（，e），且不同pv水平组合下磨损率的方差相同。这样，未知参数和e2的一致*小方差无偏估计分别为：为了计算磨损率不超过许用临界磨损率Xm的可靠性概率R，需要估计―和e值。

　　1.3.1估算方差时*小样本容量及样本方差值为了使方差估计值d2达到指定精度dd及置信系数X，求出标准差d的*小的样本容量为：（0，1）的双侧分位数，满足布NL，e）标准差e的置信区间半长。

　　d　　2设计准则1可靠度给定pv条件下磨损率不超过许用临界磨损率的概率，即可靠度r的计算公式如下：下，轴承在稳定磨损阶段所允许出现的*大磨损率值|51.本文选取中心水平处可靠度为90%时的磨损率为某一Xm值|91，即：在每一pv水平组合下，由已计算出的X逐一计算磨损率不超过Xm= 204Mm/h的可靠性概率R.计算结果见表1*后一列。

　　22回归方程与R-pv曲线根据表1中的数据，采用三次多项式逐步回归计算法|13，得到可靠度R与p v的回归方程19为经回归方程及系数的F检验1131表明，该方程具有高度显著性。根据式（8）即可得到pv两参数在不同可靠度R下的关系曲线（见）。曲线上各点即是在相应可靠度下磨损率不超过Xm= 204Mm/h时的极限压强和极限速度值。该关系曲线使载荷、速度与可靠度联系起来，是重要的轴承设计准则。通过R-p-曲线，在给定滑动速度v条件下，即能确定不同可靠度下的许用载荷p值。

　　按照不同的设计要求，可选取不同的Xm值，此时，极限压强可通过一因数k进行修正|91，即：数，可根据不同v值及Xm值从中查得；2.04为由中查得的极限压强值。

　　3结论试验设计，具有省时省力的优点，亦可为磨损试验参数设计的规范化提供理论基础。

　　根据可靠性设计理论和方法，建立了C/Cu复合材料自润滑轴承的摩檫学可靠性设计准则，即R-p-曲线，为自润滑轴承的设计提供了科学和可靠的依据。

　　在给定滑动速度的条件下，通过R-~v曲线和修正系数曲线，可确定任意允许*大磨损率条件下下不同可靠度时的极限压强值。