磁流微循環(huán)潤(rùn)滑控制理論及其磁膜特性研究.pdf

1、微循環(huán)潤(rùn)滑是指潤(rùn)滑液在摩擦副表面的微循環(huán)，以改善界面膜的應(yīng)力分布和潤(rùn)滑特性。本論文基于磁流體中磁粒子的偶極性可在外磁場(chǎng)作用下定向聚集和運(yùn)動(dòng)的功能特性及多孔材料的結(jié)構(gòu)特征，研究了與磁流微循環(huán)潤(rùn)滑控制相關(guān)的理論問(wèn)題及其磁性表面潤(rùn)滑膜特性；研究是在國(guó)家自然科學(xué)基金資助下完成。
　　本文研究了永磁微磁組結(jié)構(gòu)原理及磁流體在外磁場(chǎng)作用下的孔、表效應(yīng)，構(gòu)建了磁流微循環(huán)潤(rùn)滑作用機(jī)理模型，并以此開(kāi)展了外控梯度磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其分布形態(tài)研究；揭示了磁流

2、體的黏度μ、磁性顆粒的百分含量?m、磁流體的飽和磁化強(qiáng)度Mg和外磁場(chǎng)磁場(chǎng)強(qiáng)度Hm及其分布(▽Hm)對(duì)潤(rùn)滑特性（承載力W、摩擦力Fs及其摩擦系數(shù)Cf）的影響規(guī)律。
　　建立了多孔磁流體輸出模型和微磁組優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型，并基于模型分析了摩擦系統(tǒng)的孔結(jié)構(gòu)參數(shù)分布對(duì)其輸出的影響；優(yōu)化設(shè)計(jì)出可增強(qiáng)磁流輸出能力的微磁組結(jié)構(gòu)；試驗(yàn)研究了飽和磁化強(qiáng)度和液體黏度與微磁組結(jié)構(gòu)參數(shù)的互耦性；揭示了孔效應(yīng)對(duì)磁流微循環(huán)潤(rùn)滑控制及其磁膜特性的影響規(guī)律。

3、>　　為了構(gòu)建摩擦學(xué)可控磁極微系統(tǒng)，從理論和試驗(yàn)方法上探討了磁極（S-S極、N-N極和N-S極）對(duì)摩擦表面相互作用的可控性。結(jié)果表明：在環(huán)形工作表面，磁極的合理分布可提高其磁場(chǎng)強(qiáng)度及其梯度，有利于增強(qiáng)磁流微循環(huán)潤(rùn)滑控制及改善其潤(rùn)滑性能。
　　論文在建立的廣義磁流微循環(huán)潤(rùn)滑模型基礎(chǔ)上，通過(guò)仿真分析和摩擦學(xué)試驗(yàn)，研究了外磁場(chǎng)微磁組體積（數(shù)量）及磁距（采用隔磁銅環(huán)體積或數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)）之間的匹配。研究表明：具有環(huán)狀永磁組的摩擦表面，其磁場(chǎng)強(qiáng)

4、度隨磁組體積的增加而增大，隨磁距的增加而減小。通過(guò)優(yōu)化微磁組體積與磁距，可設(shè)計(jì)出合理的表面磁場(chǎng)強(qiáng)度及磁場(chǎng)梯度，從而獲得更穩(wěn)定的潤(rùn)滑狀態(tài)；研究還表明：通過(guò)摩擦配對(duì)副與磁組匹配性設(shè)計(jì)也可獲得具有優(yōu)良潤(rùn)滑性能的摩擦系統(tǒng)。
　　為了將理論研究成果推廣到工程中，本文以多孔材料和滑動(dòng)軸承為典型例，探討了其磁流微循環(huán)潤(rùn)滑條件下的潤(rùn)滑特性，從以下兩方面論證了磁流微循環(huán)潤(rùn)滑控制的工程有效性：
　　(1)通過(guò)建立具有低彈性模量多孔材料的滑動(dòng)軸承