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《合肥工业大学》 2008年
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激光微造型凹坑表面形貌摩擦特性的研究

高东海  
【摘要】: 摩擦副的表面形貌与其摩擦磨损性能密切相关,表面微造型作为改变机械摩擦性能的技术近年来已成为一个研究的热点。 本文分析了诸多表面微造型技术的优劣,指出激光以其优异的加工特性(无接触加工、加工速度快、对环境无污染),成为表面微造型的首选加工手段。在对激光表面微造型国内外研究现状分析后,发现对规则凹坑形貌的研究大多面向面接触副,在线接触副下的研究较少,因此,本文针对规则凹坑表面形貌对线接触副摩擦特性的影响进行了试验研究。 采用Nd:YAG连续激光在试件表面上加工出规则分布的圆形凹坑状形貌,并对表面形貌进行了测量。在MHK-500环块摩擦磨损试验机上对具有不同凹坑分布参数的凹坑形貌表面及无凹坑光滑面进行了摩擦试验,对凹坑的参数:凹陷面积比、直径大小、凹陷深度对摩擦系数、摩擦副间温升的影响进行了考察。结果表明:当凹坑参数合理时,能显著降低线接触摩擦副间的摩擦系数和温升;凹坑凹陷面积比影响着摩擦表面实际承载面积及凹坑处油膜压力大小的变化;凹坑直径应较Hertz弹性接触理论宽度稍大时为优;规则凹坑深径比在20%~30%左右时降低摩擦程度较大;线接触摩擦副的接触面积有限,凹坑大小、凹陷面积比参数直接影响着接触区域内的凹坑数量及油膜压力的分布,在选择规则凹坑的分布参数时,凹坑的凹陷面积比、直径大小以及凹陷深度应综合起来考虑,以使凹坑所产生的减摩效果发挥最佳。 本文的研究结果为激光微造型规则凹坑形貌应用于线接触摩擦副下以降低机械零部件的摩擦提供了试验数据和设计依据。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TH117.1

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【引证文献】
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