機械表面間存在大量的摩擦副,摩擦會導致機械設備的磨損,進而造成機械設備發(fā)生故障,潤滑和表面織構是減少摩擦磨損的重要措施,也是提高能源利用率的一個關鍵點。本文主要從點接觸混合潤滑和表面織構潤滑方面展開研究,對零件表面間的減摩具有重要意義。本文將微凸體的接觸用球與粗糙平面的接觸來簡化,建立了基于統(tǒng)一 Reynolds方程的點接觸潤滑模型,求解在純滾動工況下橫向、縱向、各向同性表面紋理在不同黏度下的膜厚和壓力分布,并計算了不同表面紋理幅值對潤滑特性的影響。結果表明:黏度越高的潤滑油越容易形成較厚潤滑油膜;黏度較低的潤滑油擴展性較好,且潤滑范圍較大;黏度較高的潤滑油,壓力分布均勻、緊湊;在同工況下,各向同性表面紋理形成潤滑油膜的能力最強、膜厚最厚,縱向次之,橫向最小,但各向同性表面紋理的最大壓力最大,橫向次之,縱向最小;在同黏度條件下,隨著幅值的增大,中心膜厚變小,接觸面積比增大。在工程實際中,根據(jù)加工方式以及加工的紋理方向選取潤滑油的黏度,為工程實際提供參考。為了更全面地探究織構化表面對潤滑摩擦的影響,本文設計了一種箏形表面織構,首先采用Fluent軟件進行仿真計算,其次使用激光打標機對淬火... 

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究的背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 混合潤滑理論的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 機械表面微織構潤滑的理論研究現(xiàn)狀
        1.2.3 微織構制備以及實驗的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的研究主要內(nèi)容及章節(jié)安排
2 點接觸混合潤滑及表面織構潤滑建模理論
    2.1 點接觸幾何分析
    2.2 點接觸赫茲接觸
    2.3 點接觸混合潤滑方程
    2.4 點接觸混合潤滑方程的求解
        2.4.1 方程的無量綱化
        2.4.2 方程的離散化
        2.4.3 數(shù)值計算流程
    2.5 表面織構流體仿真理論建模
        2.5.1 基本控制方程
        2.5.2 空化模型
    2.6 本章小結
3 黏度和表面紋理對點接觸潤滑的影響
    3.1 接觸模型的建立
        3.1.1 點接觸模型的建立
        3.1.2 表面紋理的表征
    3.2 算例求解參數(shù)
    3.3 黏度和光滑表面對潤滑的影響
    3.4 黏度和橫向表面紋理對潤滑的影響
        3.4.1 橫向表面紋理的膜厚和壓力分布
        3.4.2 橫向表面紋理幅值
    3.5 黏度和縱向表面紋理對潤滑的影響
        3.5.1 縱向表面紋理的膜厚和壓力分布
        3.5.2 縱向表面紋理幅值
    3.6 黏度和各向同性表面紋理對潤滑的影響
        3.6.1 各向同性表面紋理的膜厚和壓力分布
        3.6.2 各向同性表面紋理幅值
    3.7 本章小結
4 箏形表面織構流體仿真
    4.1 箏形表面織構參數(shù)的確定
    4.2 三維流體仿真模型
    4.3 單因素仿真結果
        4.3.1 面積率對油膜承載力的影響
        4.3.2 傾斜角度對油膜承載力的影響
        4.3.3 深度對油膜承載力的影響
        4.3.4 邊夾角大小對油膜承載力的影響
        4.3.5 箏形織構大小對油膜承載力的影響
    4.4 均勻試驗設計仿真結果
        4.4.1 均勻試驗設計介紹
        4.4.2 均勻試驗仿真結果
    4.5 本章小結
5 箏形表面織構制備及摩擦潤滑實驗研究
    5.1 織構化表面制備
        5.1.1 試件結構的設計
        5.1.2 試件的加工過程
        5.1.3 試件加工過程中的儀器
    5.2 激光加工工況參數(shù)對織構化深度的影響
        5.2.1 掃描速度對織構深度的影響
        5.2.2 填充線間距對織構深度的影響
        5.2.3 加工次數(shù)對織構深度的影響
        5.2.4 重復頻率對織構深度的影響
    5.3 摩擦潤滑實驗準備
        5.3.1 摩擦試驗機和材料
        5.3.2 實驗方案的確定
    5.4 單因素實驗
        5.4.1 面積率對摩擦系數(shù)的影響
        5.4.2 傾斜角度對摩擦系數(shù)的影響
        5.4.3 深度對摩擦系數(shù)的影響
        5.4.4 邊夾角對摩擦系數(shù)的影響
        5.4.5 箏形織構大小對摩擦系數(shù)的影響
    5.5 均勻試驗實驗
    5.6 本章小結
6 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間主要研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3713727