發(fā)布時間：2017-05-27 16:21

  本文關(guān)鍵詞：基于分子動力學模擬的粗糙表面接觸與摩擦特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：軸向柱塞泵是現(xiàn)代液壓傳動中使用最廣泛的液壓元件之一，在高壓低速條件下，其關(guān)鍵摩擦副的工作界面不能形成完整的潤滑油膜，，其摩擦界面處在混合潤滑狀態(tài)，既存在潤滑油膜，又有粗糙峰的接觸。因此，固體接觸區(qū)域的接觸和摩擦問題，是研究混合潤滑狀態(tài)接觸與摩擦問題的基礎(chǔ)，同時，也一直是摩擦學研究的一個重要方面。考慮到連續(xù)介質(zhì)力學模型在微觀尺度下的局限性，本文采用分子動力學方法進行微米尺度粗糙表面的接觸與摩擦特性研究。 針對納米尺度單粗糙峰的接觸和摩擦行為，建立了剛性球形粗糙峰對彈性平面基體的微觀力學模型，利用分子動力學理論求解該模型，模擬分析了變形量，溫度，速度，粗糙峰曲率半徑等參數(shù)對接觸力，摩擦力和摩擦系數(shù)的影響規(guī)律，并得到了單粗糙峰接觸力，摩擦力與接觸變形量的關(guān)系式。 為了進一步地研究納米尺度粗糙表面的真實接觸力和接觸面積，在分析G-W統(tǒng)計接觸模型的基礎(chǔ)之上，提出了基于分子動力學模擬的粗糙表面接觸模型。該模型給出了原子尺度下接觸面積的計算方法，并運用接觸面積和接觸力與接觸變形量的關(guān)系以及粗糙峰統(tǒng)計分布模型，將單粗糙峰的接觸行為擴展到粗糙表面的接觸行為，并對兩種模型的結(jié)果進行了對比分析。 為了將納米尺度下單粗糙峰接觸和摩擦回歸模型擴展到微米尺度，研究了納米尺度下粘附作用的影響。進一步地進行了微米尺度粗糙表面的接觸摩擦特性分析，為了驗證微米尺度粗糙表面的接觸摩擦特性，最后采用表面形貌儀和UMT測試試驗機進行了接觸和摩擦試驗研究。
【關(guān)鍵詞】：分子動力學模擬 接觸 摩擦 粗糙表面
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH117
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-19
• 1.1 粗糙表面接觸和摩擦行為的研究背景和意義8-11
• 1.1.1 研究背景8-9
• 1.1.2 研究意義9-11
• 1.2 接觸和摩擦行為的研究概況11-15
• 1.2.1 粗糙表面接觸模型的研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.2 摩擦特性的研究概況14-15
• 1.3 分子動力學模擬研究概況15-17
• 1.4 本論文的主要研究工作17-19
• 第2章 單粗糙峰接觸與摩擦特性分子動力學模擬19-42
• 2.1 單粗糙峰接觸與摩擦的分子動力學模型19-29
• 2.1.1 原子間的勢函數(shù)20-21
• 2.1.2 運動方程的數(shù)值求解算法21-22
• 2.1.3 周期性邊界條件與最近鄰像約定22-23
• 2.1.4 截斷半徑及近鄰列表算法23-24
• 2.1.5 系綜和溫度控制24-26
• 2.1.6 分子動力學模擬基本流程26-27
• 2.1.7 分子動力學模擬模型27-29
• 2.2 單粗糙峰接觸與摩擦特性模擬分析29-40
• 2.2.1 單粗糙峰接觸與摩擦過程模擬分析29-35
• 2.2.2 變形量對接觸與摩擦特性的影響35-36
• 2.2.3 溫度對接觸與摩擦特性的影響36-37
• 2.2.4 速度對接觸與摩擦特性的影響37-39
• 2.2.5 粗糙峰曲率半徑對接觸與摩擦特性的影響39-40
• 2.3 本章小結(jié)40-42
• 第3章 納米尺度粗糙表面的接觸模型研究42-53
• 3.1 G-W 統(tǒng)計接觸模型42-46
• 3.1.1 G-W 統(tǒng)計接觸模型的假設(shè)條件43
• 3.1.2 G-W 統(tǒng)計接觸模型43-46
• 3.2 基于分子動力學模擬的統(tǒng)計接觸模型46-48
• 3.2.1 接觸面積的統(tǒng)計模型46-47
• 3.2.2 接觸力的統(tǒng)計模型47-48
• 3.3 模型的比較分析48-52
• 3.3.1 單個粗糙峰接觸模型的對比分析48-51
• 3.3.2 粗糙表面接觸模型的對比分析51-52
• 3.4 本章小結(jié)52-53
• 第4章 微米尺度粗糙表面的接觸摩擦特性分析53-71
• 4.1 微米尺度單粗糙峰接觸摩擦模型53-64
• 4.1.1 粘附力的影響分析53-55
• 4.1.2 微米尺度單粗糙峰接觸摩擦回歸模型55-59
• 4.1.3 微米尺度單粗糙峰接觸與摩擦特性分析59-64
• 4.2 微米尺度粗糙表面接觸與摩擦特性分析與驗證64-70
• 4.2.1 微米尺度粗糙表面接觸與摩擦模型64-65
• 4.2.2 接觸和摩擦試驗分析65-70
• 4.3 本章小結(jié)70-71
• 第5章 總結(jié)與展望71-73
• 5.1 總結(jié)71-72
• 5.2 論文創(chuàng)新點72
• 5.3 研究展望72-73
• 參考文獻73-79
• 攻讀學位期間發(fā)表論文與研究成果清單79-80
• 致謝80

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 文玉華,朱如曾,周富信,王崇愚;分子動力學模擬的主要技術(shù)[J];力學進展;2003年01期

  本文關(guān)鍵詞：基于分子動力學模擬的粗糙表面接觸與摩擦特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：400560