摩擦副表面微凹槽織構(gòu)相關(guān)摩擦學(xué)理論及試驗研究.pdf

1、表面織構(gòu)是指通過一定的加工技術(shù)在摩擦副表面加工制備出具有一定尺寸、形狀和排列的圖案。已有的研究表明，合適參數(shù)的表面織構(gòu)可以顯著改善機械零件表面的摩擦學(xué)性能。目前，對于微凹坑型表面織構(gòu)的研究比較充分，而針對微凹槽型表面織構(gòu)的摩擦學(xué)性能研究，尤其是在潤滑理論的研究方面還比較少見。為此，論文首先通過多重網(wǎng)格法求解無量綱雷諾方程，較為系統(tǒng)地開展了具有規(guī)則直線形凹槽的全部織構(gòu)化表面、局部織構(gòu)化表面和V形凹槽的全部織構(gòu)化表面流體動壓潤滑性能的研究。

2、
　　 對于具有規(guī)則直線形凹槽的全部織構(gòu)化表面的研究中發(fā)現(xiàn)：直線形凹槽的寬度、深度、間距和傾斜角對潤滑油膜承載力有重要的影響；存在使?jié)櫥湍こ休d力達到最大的最優(yōu)凹槽深度、間距和傾斜角，潤滑油膜承載力隨著凹槽寬度的增加而增大。通過合理優(yōu)化直線形凹槽的幾何參數(shù)能夠顯著提高表面的動壓承載力。
　　 對于具有規(guī)則直線形凹槽的局部織構(gòu)化表面的研究中發(fā)現(xiàn)：直線形凹槽的深度、面積密度、傾斜角和織構(gòu)化比值對潤滑油膜承載力具有重要的影響，

3、而凹槽的寬度對潤滑油膜承載力幾乎沒有影響；存在使?jié)櫥湍こ休d力達到最大的最優(yōu)凹槽深度、傾斜角和織構(gòu)化比值；潤滑油膜承載力隨著面積密度的增大而增大；通過優(yōu)化直線形凹槽的幾何參數(shù)，局部織構(gòu)化表面所產(chǎn)生的潤滑油膜承載力可以近似等價于Rayleigh階梯形滑塊。
　　 對于具有規(guī)則V形凹槽的全部織構(gòu)化表面的研究中發(fā)現(xiàn)：V形凹槽的角度對潤滑油膜承載力具有重要的影響；存在著使得潤滑油膜承載力達到最大的最優(yōu)V形凹槽深度和橫向槽間距；潤滑油膜承

4、載力隨著V形凹槽的寬度和邊長的增大呈線性遞增的趨勢，隨著縱向槽間距的減小而減小。
　　 在潤滑理論研究的基礎(chǔ)上，論文隨后對微凹槽型表面織構(gòu)的激光加工工藝試驗和V形凹槽的摩擦學(xué)性能試驗進行了初步的研究：
　　 通過采用聲光調(diào)Q二極管泵浦Nd：YAG激光器在45＃鋼試樣表面進行微凹槽表面織構(gòu)激光加工工藝試驗，研究了工藝參數(shù)對微凹槽加工質(zhì)量的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：泵浦電流、掃描速度和重復(fù)頻率都是影響微凹槽幾何形貌參數(shù)與加工質(zhì)量的重要

5、因素。
　　 在UMT-2摩擦磨損試驗機上，通過采用銷-盤式摩擦副考察了V形凹槽表面織構(gòu)對減摩性能的影響，研究發(fā)現(xiàn)：在45#鋼表面制備V形凹槽表面織構(gòu)能夠有效減小表面的摩擦系數(shù)，尤其是在載荷較低、速度較大的工況條件下，V形凹槽的潤滑減摩效果比較顯著；通過試驗結(jié)果與理論仿真結(jié)果的對比發(fā)現(xiàn)，兩者具有一定的一致性，指出了兩者產(chǎn)生差別的原因。
　　 論文的研究結(jié)果豐富了表面織構(gòu)的摩擦學(xué)理論，可為微凹槽表面織構(gòu)的設(shè)計及在工程中的應(yīng)