溝槽型織構(gòu)表面對摩擦界面力及磨損特性的影響.pdf

1、兩個接觸的物體在發(fā)生相對運動時會引起界面的摩擦磨損，界面的摩擦磨損是影響各種裝備正常安全服役問題的關(guān)鍵要素，有效地調(diào)控界面摩擦及磨損有助于提高設(shè)備運行的可靠性、延長使用壽命以及節(jié)約能源和原材料。界面摩擦磨損受到溫度、濕度、相對滑動速度、表面粗糙度、法向載荷、磨屑顆粒以及表面形貌等諸多因素的影響。表面經(jīng)織構(gòu)化處理后能夠有效地改變表面的幾何形貌，引起了摩擦界面接觸狀態(tài)的變化，從而對界面摩擦學(xué)特性有著重要的影響作用。但是關(guān)于織構(gòu)表面是如何影響

2、界面的摩擦學(xué)特性，即影響機(jī)理方面的研究相對較少。因此，開展織構(gòu)表面是如何影響界面的摩擦學(xué)特性的研究工作具有重要的意義，為織構(gòu)表面的優(yōu)化設(shè)計提供了重要的理論依據(jù)。
　　本文在盤試樣表面加工出具有不同寬度的溝槽型織構(gòu)表面和單根溝槽表面試樣，在球-面/面-面兩種不同的接觸模式下首先分別考察了溝槽型織構(gòu)表面對界面摩擦學(xué)特性的影響，然后再利用單根溝槽表面試樣深入研究了溝槽的存在對界面摩擦力學(xué)特性和動態(tài)特性的影響，從而揭示了溝槽型織構(gòu)表面對界

3、面摩擦學(xué)特性的影響機(jī)理。主要結(jié)論如下:
　　1、在本研究所選試樣幾何參數(shù)及試驗條件下，無論球-面接觸還是面-面接觸，經(jīng)溝槽織構(gòu)化表面處理的盤試樣均能顯著地改變界面的摩擦學(xué)特性，且特定尺寸參數(shù)的溝槽型織構(gòu)表面能夠在一定程度上降低界面的摩擦系數(shù)。
　　2、溝槽的存在改變了摩擦界面的接觸狀態(tài)，從而引起了界面的法向位移和力信號產(chǎn)生突變，且隨著溝槽寬度的增大，溝槽對界面接觸狀態(tài)的影響越明顯，界面法向位移和法向力信號的變化亦越明顯。但接

4、觸方式的不同，溝槽對界面接觸狀態(tài)的影響存在一定的差異:在球-面接觸中，溝槽的存在主要打斷了界面的連續(xù)接觸，從而導(dǎo)致了界面法向位移、力信號的變化;在面-面接觸中，溝槽的存在主要改變了界面的接觸面積，導(dǎo)致界面上接觸應(yīng)力的分布發(fā)生了轉(zhuǎn)移，從而使得界面的力信號發(fā)生變化。
　　3、溝槽棱邊對摩擦界面存在刮擦的作用，能夠起到清理界面磨屑的作用，從而減輕了磨屑對界面的負(fù)面影響，進(jìn)而改善了界面的摩擦學(xué)特性，但具有特定寬度的溝槽型織構(gòu)表面才能有效地