1、微動磨損試驗裝置的發展現狀
在微動磨損的試驗裝置中，接觸模式的不同必然導致接觸面積、接觸應力分布等參數的差異，因此對材料微動磨損特性產生影響。兩固體的接觸方式不外乎有三種，即點接觸、線接觸和面接觸。其中，面接觸試驗的重復性不好，在磨損試驗系統中很少采用；點接觸的重復性最好，線接觸次之，其中點接觸以球/平面和軸線相互垂直的正交圓柱接觸最為常見。
對於微動磨損試驗系統，最關鍵的部件是輸出位移的驅動裝置。在國內外的微動磨損研究中，采用的試驗裝置可謂各式各樣，往往針對不同的研究物件，研制和使用不同的試驗裝置，至今國際上尚無統一標準。
目前，在國內外摩擦試驗機市場上的商業化微動磨損試驗系統屈指可數。其中，位移控制精度最好，當屬英國Phoenix公司的TE77電液伺服微動磨損試驗系統，如圖1所示，該系統采用臥式設計，可模擬流體介質和不高於500℃的高溫環境；由於液壓系統幅頻特性的限制，位移幅值較大時頻率不能過高，因此通常試驗頻率不高於10 Hz。美國布魯克UMT多功能摩擦磨損試驗機采用電機和凸輪機構驅動，最小位移幅值控制到25 μm，使其很難獲得微動部份滑移區和混合區的數據。德國SRV高溫摩擦磨損試驗機的最小位移幅值在50 μm或100 μm以上，實際上相對運動已處於滑動範疇，不能算作真正意義上的微動磨損試驗機。
圖1 TE77電液伺服微動磨損試驗系統
近年來，美國、加拿大、日本、南韓、印度、瑞典、義大利等國家的不同研究者開發了不同的微動磨損試驗裝置進行研究，按照驅動方式，歸納起來可大致分為四類：
（1）機械式：裝置簡易，造價低，通常使用凸輪或偏心輪機構。該類裝置頻率較低，且難以實作極小振幅的運動（大於25 μm），精度差，但可得到較穩定的的位移振幅或激振力，較容易模擬工程中的微動例項。
（2）電磁式：采用電磁激振器輸出相對位移，最大優點是頻頻寬，可模擬高頻（可達幾百赫茲）微動；缺點是激振力和位移振幅不高且控制精度差，激振力相對較小。
（3）電液伺服式：由液壓作動器輸出位移，能進行即時控制，控制精度高，目前最小位移幅值可控制到1 μm，並受液壓作動器幅頻特性影響，國際上能達到該指標的液壓作動器不多。其缺點是體積較大，液壓系統維護成本較高，頻率不高。高精度電液伺服式微動試驗機位移的恒幅可控性好，非常適合即時獲取微動執行特性曲線。
（4）其他：壓電驅動具有控制小位移幅值（<0.1 μm）和具有高頻率(>200 Hz)的優點，且結構簡單，但壓電陶瓷在高溫下驅動特性將喪失，不宜制作高溫微動磨損裝置。另外，音圈電機作為一種較新的驅動技術（控制指標：位移幅值可達1 μm，頻率>200 Hz），是具有發展潛力的微動驅動裝置。
2、微動磨損試驗裝置目前存在的問題
當前微動磨損試驗研究裝置存在的主要問題如下：
⑴ 具有復雜運動方向、低的位移幅值控制、大位移幅值跨度、大運動頻率跨度的試驗裝置尚待突破。
⑵ 微動的驅動方式陳舊，像壓電、音圈電機驅動等新技術鮮見。
⑶ 試驗環境的模擬單一，通常為單因素模擬。
⑷ 微動接觸界面的動態檢測手段不多，通常采集相對位移和摩擦力（或摩擦系數）。
⑸ 未見多功能、模組化、智慧化的微動磨損綜合測試系統。
3、全模式微動磨損試驗系統
全模式微動磨損試驗系統（圖2所示）是我司獨立自主設計開發的一款功能全面的摩擦磨損試驗機，覆蓋所有微動磨損、沖擊磨損和滑動磨損試驗場景需求，可進行點、線、面下的各種環境模擬試驗。試驗系統采用模組化設計，可進行各種運動模式組合，滿足對各種復雜損傷形式的微動磨損實驗模擬，技術指標國際領先，如圖3所示。
圖2 全模式微動磨損試驗系統
圖3 全模式微動磨損試驗系統技術指標
