溝槽型表面織構的摩擦特性研究.pdf

1、在當今世界低碳經濟的大背景下，提高效能、減少排放成為經濟發(fā)展的前提，因此機械設備中廣泛存在的摩擦、磨損和潤滑問題日益受到關注。表面織構技術在降低摩擦、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由于其加工方便、價格低廉等特點，成為最具工業(yè)應用潛力的一種表面織構形式。本文以溝槽型表面織構為研究對象，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，為溝槽型表面織構的設計提供了依據(jù)，將進一步擴大其工業(yè)應用范圍。
　　 本文采用光刻及微細電解加工技術在硼銅鑄鐵材料表面加工出微小溝槽陣列，使用往復式摩擦磨損試驗機研究其在面面接觸時的減摩性能。以往復行程的平均摩擦因數(shù)作為評價指標，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構的應力分布情況。使用FLUENT軟件分析了潤滑油膜的壓力分布及流動情況。結合有限元分析結果和試驗結果，對微溝槽的減摩機理進行分析和總結。
　　 本文研究結果表明：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的減摩機理

4、進行了分析和總結：
　　 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生應力集中現(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°溝槽內部的潤滑油在往復運動產生的壓力差作用下，會源源不斷地流入摩擦界面中，為摩擦副提