橢圓形微凹坑對流體動壓潤滑性能影響的研究.pdf

1、潤滑是改善摩擦副的摩擦狀態(tài)以降低摩擦、減少磨損的技術措施，是摩擦學研究的重要內容。近年來，表面織構技術的迅速發(fā)展為改善摩擦副的摩擦潤滑性能提供了新的方法，具有重要的研究價值。目前，研究人員在表面織構形狀、參數的優(yōu)化設計等方面做了大量的研究，但多數的研究是通過摩擦力和摩擦系數來評價織構化表面的摩擦潤滑性能，少部分從油膜厚度的角度評價表面織構對潤滑性能影響的研究，織構單元的形狀也多是典型的圓形或凹槽。流體動壓潤滑狀態(tài)下，潤滑膜承載能力和油膜

2、厚度是兩個重要的評價指標。
　　本文主要從這兩個角度研究橢圓凹坑對流體動壓潤滑性能的影響，具體分為理論和試驗兩個部分。理論研究方面，以平均無量綱潤滑膜壓力來評判橢圓凹坑的潤滑性能。基于雷諾方程建立橢圓形微凹坑流體動壓潤滑模型，分析了橢圓凹坑的傾角、長短軸比、深度、面積率及等效半徑對平均無量綱潤滑膜壓力的影響。計算結果表明：當橢圓凹坑長軸與速度方向平行、凹坑長短軸比較大、凹坑深度與工況油膜厚度相當、面積率為5％、凹坑等效半徑較大時，

3、可以獲得較高的潤滑膜壓力。試驗研究方面，采用光刻和濕法刻蝕工藝在硅片表面制備不同幾何參數的橢圓形微凹坑織構，在光干涉油膜厚度測量試驗機上進行試驗，測量了試樣在不同轉速和載荷條件下的油膜厚度，研究了凹坑傾角、長短軸比、深度、面積率及等效半徑等參數對油膜厚度的影響規(guī)律。根據試驗數據可以得出以下結論：合適織構參數的橢圓凹坑可以起到增加油膜厚度的作用，進而獲得較好的流體動壓潤滑性能。油膜厚度隨轉速的增加而增大，隨載荷的增加而減小。在所設計的試樣