【摘要】：流體動(dòng)壓潤滑是摩擦副的基本潤滑機(jī)制，承載量和摩擦力是其中的兩個(gè)重要參數(shù)，被用來評價(jià)潤滑性能。本課題基于面接觸潤滑膜光學(xué)測量系統(tǒng)，開發(fā)了承載量和摩擦力的測量技術(shù)，并將測量技術(shù)應(yīng)用于生物潤滑液的潤滑學(xué)實(shí)驗(yàn)研究。完成的主要工作包括： (1)提出了一種潤滑膜承載量測量的新方法。該方法應(yīng)用光干涉技術(shù)在面接觸流體潤滑條件下測量得到膜厚-速度曲線，通過無量綱轉(zhuǎn)換，得到承載量特性曲線（無量綱承載量-收斂比）。該方法避免了不同收斂比的人工調(diào)節(jié)和流體總壓力的測量，有較高的測量效率。實(shí)測表明提出的方法可用于估算流體動(dòng)壓潤滑薄膜承載能力；測量曲線同經(jīng)典理論曲線呈現(xiàn)相同的變化趨勢；更為重要的是，實(shí)驗(yàn)表明承載量的大小不僅僅依賴于收斂比的大小，經(jīng)典的理論有待修正。 針對高膜厚測量中級次丟失的現(xiàn)象，采用光干涉階梯速度測量方法，實(shí)現(xiàn)了高膜厚的準(zhǔn)確測量。 設(shè)計(jì)了摩擦力測量系統(tǒng)，提出了測量值的修正方法，以實(shí)現(xiàn)流體動(dòng)壓潤滑條件下較小摩擦力的精確測量。對測得的膜厚-速度進(jìn)行變換，獲得摩擦系數(shù)和收斂比的實(shí)驗(yàn)測量曲線。該曲線與同經(jīng)典理論曲線呈現(xiàn)相同的變化趨勢，但同時(shí)表明無量綱的摩擦系數(shù)并不如經(jīng)典理論所預(yù)測的唯一由收斂比決定，而是受傾角及載荷等因素的影響。 (2)對水基透明質(zhì)酸溶液的流體潤滑特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)透明質(zhì)酸水溶液有良好的潤滑成膜特性和承載能力。在低速下，小間隙傾角對應(yīng)高膜厚，這對于人工關(guān)節(jié)直徑間隙的設(shè)計(jì)有參考意義。同時(shí)通過膜厚測量證實(shí)了透明質(zhì)酸水溶液具有剪切稀化特性。為評價(jià)全膜潤滑條件下透明質(zhì)酸水溶液流變特性，提出了相對黏度的測量方法定量評價(jià)剪切稀化的水平。 (3)利用面接觸測量系統(tǒng)對蛋白質(zhì)水溶液潤滑特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。通過光干涉圖像對蛋白質(zhì)表面吸附進(jìn)行了在線觀察。使用掃描電鏡、原子力顯微鏡及表面形貌儀對滑塊表面進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)在流體潤滑條件下蛋白質(zhì)在鋼塊表面形成兩種類型的吸附，一為連續(xù)的薄膜層，二為離散的蛋白質(zhì)凝聚團(tuán)簇。基于光學(xué)膜厚的計(jì)算，提出了一種雙介質(zhì)光干涉方法對蛋白質(zhì)的吸附膜厚度進(jìn)行估算，結(jié)果表明，吸附層的形成受潤滑膜剪應(yīng)變率和壓力的影響，高的剪應(yīng)變率和低的載荷有利于吸附膜的增長。實(shí)驗(yàn)同時(shí)證實(shí)了鋼塊表面微觀腐蝕的存在。微腐蝕先在入口區(qū)發(fā)生并向出口區(qū)擴(kuò)展，，該腐蝕促進(jìn)吸附膜的增長，實(shí)驗(yàn)表明微腐蝕的發(fā)生受速度、載荷及傾角等的影響。 對多組分仿生滑液進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)微腐蝕及蛋白質(zhì)吸附層的存在，吸附層的形成具有位置選擇性。 本課題以現(xiàn)有的光干涉面接觸潤滑膜測量系統(tǒng)為基礎(chǔ)，開發(fā)了承載量和摩擦力的測量技術(shù)，利用改進(jìn)的面接觸測量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了測量；對仿生滑液潤滑特性的研究表明，該面接觸潤滑膜測量系統(tǒng)適用于生物滑液潤滑特性的實(shí)驗(yàn)研究，為生物摩擦學(xué)的研究提供了一種新的手段。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH117.2

【參考文獻(xiàn)】

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9 陳p

本文編號：2430089