隨著經濟快速的發(fā)展,生產中的高效、節(jié)能變得尤為重要。在機械設備中普遍存在的摩擦、磨損和潤滑等問題也倍受人們的關注。研究表明:仿生織構表面在降低摩擦、減小磨損、改善潤滑和減小流體阻力等方面具有良好的效果。因此仿生織構表面受到人們的重視,并在船舶和航空飛機中得到很好的應用。同時也在以一種潛移默化的方式,在逐漸的影響機械行業(yè)。本文從鯊魚皮表面的真實結構出發(fā),構建與其有相同規(guī)律的溝槽模型。通過實驗的方法獲得不同載荷、不同的織構角度和不同的潤滑條件下,凸起型類鯊魚皮織構對材料表面摩擦磨損性能的影響。并分析了其減摩機理,為仿生織構在機械中的應用提供依據。本文從鯊魚皮肋條的減摩機理出發(fā),首先,介紹了盾鱗的肋條結構,并分析了在流體中肋條的減摩機理。其次,根據鯊魚皮表面真實的盾鱗結構為原型進行簡化和擬合重構,建立類鯊魚皮凸起型溝槽模型。原始織構尺寸寬為60μm,高為1μm(后面稱為微米級別織構),經過放大40倍(稱為毫米級別的織構)之后,利用傳統(tǒng)的加工工藝--數控雕銑床對45鋼材料表面加工出類鯊魚皮溝槽。之后用實驗的手段在MM-P2摩擦磨損試驗機上研究其在線面接觸時的減摩性能,從而得到實驗結論:(1)在200N載荷,邊界潤滑時,90~°織構面和未織構面兩者的摩擦系數的平均值分別為0.9021和0.997。與未織構面相比織構面的平均摩擦系數減小了9.52%;0~°織構面摩擦系數的平均值為0.824。與未織構面相比織構面的平均摩擦系數減小了17.35%;但織構角度為0~°時,織構面的摩擦系數上下變動幅度比較大。(2)在200N載荷,混合潤滑時,90~°織構面和未織構面兩者的平均摩擦系數分別為0.8052和0.9053。與未織構面相比織構面的平均摩擦系數減小了11.06%;0~°織構面的平均摩擦系數分別為0.8007。與未織構面相比織構面的平均摩擦系數減小了11.55%。但織構角度為0~°時,織構面的摩擦系數的上下變動幅度比較大。(3)混合潤滑時,90~°織構面,在100N和300N載荷下的平均摩擦系數為1.2828和0.5687,相比同等實驗條件下的未織構面分別減小16.62%和4.8%,都具有一定的減摩效果。且隨著載荷力的增大,材料表面的平均摩擦系數降低。最后,根據相似理論,用因次分析法推導出,混合潤滑條件下,仿生織構表面在摩擦磨損實驗中的相似準則,并進行了簡化得到相應的相似準則關系式。使織構表面在摩擦磨損中進行相似推廣。
【學位單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TG178
【部分圖文】：

如圖 1.1 鯊魚皮泳衣Fig.1.1 Speedo fastskin仿甲魚殼正負形貌織構化涂層表面的藻和新月藻的附著量分別降低 58%、6具有很好的防污效果。科和牙科植入材料 Ti6Al4V 的表面性皮形貌 Ti6Al4V 的摩擦因子降低了 0了不同程度的下降。對該材料的表面運用到多個領域，并且取得了很好的。造提供了源泉，而在海洋中游速最快被應用到了流體當中，降低了航海和

第一章 緒論 48.42%，相比于相同熱物理性能的光滑涂層表面， 15.57%。過摩擦學試驗比較，在載荷 24N（試樣表面的壓強的直徑為 250μm，間距為 600μm時（活塞環(huán)表面：不同轉速下，不同的凹坑深度都具有一定的減摩效擦性能最好。在該深度下，速度為 180r/min 時，織表面減小了 22.4%。

在輸油管道中，Bechert D W[29]利用可調節(jié)高度的riblet做減阻實驗表明，（如圖1.3所示，h為riblet的高度，s為相鄰riblet的距離。）在riblet的尺寸為h=0.5s時，riblet表面的減阻效果最佳，相比于光滑表面粘附阻力減小了9.9%；而當h>0.6s時，粘附阻力不僅不會減小，而且還隨著riblet高度的增加而增加。

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