溝槽型表面織構(gòu)的摩擦特性研究.pdf

1、在當(dāng)今世界低碳經(jīng)濟的大背景下，提高效能、減少排放成為經(jīng)濟發(fā)展的前提，因此機械設(shè)備中廣泛存在的摩擦、磨損和潤滑問題日益受到關(guān)注。表面織構(gòu)技術(shù)在降低摩擦、減小磨損、改善潤滑、提高承載力等方面的優(yōu)異表現(xiàn)，使之慢慢進入人們的視野，逐漸成為解決摩擦磨損問題的一種手段。其中溝槽型表面織構(gòu)由于其加工方便、價格低廉等特點，成為最具工業(yè)應(yīng)用潛力的一種表面織構(gòu)形式。本文以溝槽型表面織構(gòu)為研究對象，通過試驗和數(shù)值分析的方法獲得了微溝槽在往復(fù)運動條件下對摩擦性

2、能的影響規(guī)律，并且進行了減摩機理分析，為溝槽型表面織構(gòu)的設(shè)計提供了依據(jù)，將進一步擴大其工業(yè)應(yīng)用范圍。
　　 本文采用光刻及微細(xì)電解加工技術(shù)在硼銅鑄鐵材料表面加工出微小溝槽陣列，使用往復(fù)式摩擦磨損試驗機研究其在面面接觸時的減摩性能。以往復(fù)行程的平均摩擦因數(shù)作為評價指標(biāo)，分別研究了溝槽寬度、深度、面積密度和方向各因素在不同接觸壓強和曲柄轉(zhuǎn)速條件下對摩擦副摩擦性能的影響規(guī)律。借助有限元分析工具對微溝槽存在時的摩擦情況進行數(shù)值計算分析。

3、使用ANSYS軟件分析了摩擦副相對運動時微溝槽結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布情況。使用FLUENT軟件分析了潤滑油膜的壓力分布及流動情況。結(jié)合有限元分析結(jié)果和試驗結(jié)果，對微溝槽的減摩機理進行分析和總結(jié)。
　　 本文研究結(jié)果表明：溝槽寬度、深度、面積密度和方向等因素對摩擦副的摩擦性能影響顯著，只有參數(shù)合適的微溝槽才能夠起到減摩作用；其中方向因素是最重要的一個因素，不同方向的微溝槽其作用機理不盡相同。
　　 本文還對微溝槽表面織構(gòu)的減摩機理

4、進行了分析和總結(jié)：
　　 1、90°溝槽（即溝槽方向與相對運動方向垂直）在流體動壓潤滑狀態(tài)下能夠產(chǎn)生顯著的流體動壓承載力，從而得到較低的摩擦因數(shù)。
　　 2、0°溝槽（即溝槽方向與相對運動方向平行）在部分摩擦副表面發(fā)生直接的固體接觸時，能夠避免在棱邊出產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，減小摩擦副表面粗糙微凸起的相互接觸和變形程度。
　　 3、0°溝槽內(nèi)部的潤滑油在往復(fù)運動產(chǎn)生的壓力差作用下，會源源不斷地流入摩擦界面中，為摩擦副提