收藏本站
收藏 | 论文排版

织构化表面的润滑计算模型及减摩特性研究

马晨波  
【摘要】: 表面织构是指通过一定的加工技术在材料表面上加工出具有一定尺寸、形状和排列的图案。为了系统全面地研究表面织构的减摩规律,寻求具体工况和润滑条件下的最优织构参数,论文分别对流体润滑状态和考虑粗糙度影响时的混合润滑状态下不同形状、尺寸和面积比织构表面的润滑减摩性能开展了相关的理论和试验研究,并对较复杂织构表面(包括变面积比织构表面和双织构表面)进行了探索性试验研究,得到了对摩擦副表面织构的减摩设计具有借鉴意义的研究结果。 首先,通过应用Fluent软件对Navier-Stokes(N-S)方程的计算流体动力学(CFD)求解,研究了织构表面在流体润滑状态下的摩擦学特性。结果表明:惯性项作用对表面织构区域流动的求解具有重大的影响;流体域中压力变化曲线的幅值与织构的动压性能存在一定的对应关系,一般幅值越大,其动压性能越好;流体域中涡流的出现不利于动压性能的提高,其中,涡流开始出现时的织构深度与最优织构深度相对应;当流体域典型长度尺寸与摩擦副间隙尺寸比值L/h0≥46时,可以采用Reynolds方程代替N-S方程进行表面织构问题的理论求解,但此时必须考虑空化现象对压力分布的影响。 其次,采用Visual Fortran语言编程对Reynolds方程数值求解的方法,研究了当L/h0≥46时织构表面在流体润滑状态下的摩擦学特性。研究发现:最优织构直径和最优织构深度之间存在一定的对应关系,最优织构直径越大,其对应的最优织构深度也越大;深径比参数不能作为织构尺寸参数对摩擦系数影响的唯一表征,但不论织构深度和直径如何,当织构深径比在0.005-0.01之间时,其对应的摩擦系数均较小。在仿真结果的基础上,建立了椭圆形截面织构的最优参数设计模型,并对其进行了试验验证和机理分析。 通过引入Patir和Cheng的平均流量模型,考察了当考虑粗糙度影响时的混合润滑状态下织构表面的摩擦学特性。研究发现:织构最优参数不随方向参数的变化而变化;最优织构直径随综合粗糙度σ的增大而增大;当σ≥0.5μm时,最优织构深度随综合粗糙度的增大而增大;最优织构面积比与综合粗糙度之间不相关。基于理论分析的结果,提出了考虑粗糙度影响时的最优织构参数设计模型,并通过试验对其进行了验证和机理分析。 论文最后还对较复杂的变面积比织构表面以及双织构表面进行了试验研究。结果表明:变面积比织构表面在重载高速的场合能够有效提高往复运动摩擦副的减摩性能;同时,其设计应遵循从中间到两端面积比逐渐增大的原则,而且面积比的大小与数量都应该处于一个合适的范围;在富油、乏油和不同试验载荷条件下,双织构表面与无织构表面下的摩擦系数相比差别不大,其并不能有效提高摩擦副的减摩性能。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前17条
1 梁志德,徐家桢,王福;立方系、六方系织构材料的取向分布函数(ODF)图的诠释图[J];东北工学院学报;1981年02期
2 梁志德;现代织构分析的进展[J];金属学报;1997年02期
3 王超群;部分织构分析方法[J];稀有金属;1997年03期
4 殷安民;陶程;束学道;孙宝寿;彭文飞;;基于声表面波的四阶织构系数检测[J];物理测试;2017年05期
5 尤世武;热轧Ti-6Al-4V的织构分析[J];稀有金属快报;2002年06期
6 吕延军;方重阳;邢志国;郭伟玲;黄艳斐;王海斗;;仿生织构图案的设计、加工及应用的研究进展[J];表面技术;2021年02期
7 毛宇成;刘施峰;范海洋;刘庆;;高纯钽交叉轧制过程中微观结构和织构梯度的演变[J];电子显微学报;2017年01期
8 吕庆功;李成明;倪爱娟;;微碳深冲钢板非{111}织构的定量化表征[J];钢铁研究学报;2010年04期
9 李学仁;;弱织构材料织构的定量[J];钢铁研究情报;1981年Z1期
10 匡飞;;立方体织构对腐蚀箔发孔行为的影响[J];科技风;2011年15期
11 张高峰;张博文;;微织构参数变化对硬质合金摩擦特性的影响[J];机械设计;2017年03期
12 李眉娟,勾成,张百生,陈东风;材料织构的中子衍射测量[J];原子能科学技术;2004年S1期
13 尤世武;冷轧纯钼板的织构[J];稀有金属快报;2000年06期
14 ;第11届国际材料织构会议在西安举行[J];稀有金属材料与工程;1996年06期
15 李伟光;许亚东;冒旭东;张占宽;;不同织构形式硬质合金表面与木材径切面的摩擦性能[J];林业工程学报;2020年01期
16 王丽丽;郭少辉;魏聿梁;袁国腾;;表面微织构对45#钢摩擦副表面摩擦学性能影响的实验研究[J];表面技术;2018年12期
17 梁志德;徐家桢;王福;;织构的取向分布函数表示法[J];理化检验.物理分册;1981年02期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 邢宗华;曲宁松;朱增伟;;微织构精密电铸技术的试验研究[A];第14届全国特种加工学术会议论文集[C];2011年
2 杨平;王宁;顾新福;毛卫民;;无取向硅钢中的织构特点和控制方法[A];第十四届中国电工钢学术年会论文集[C];2017年
3 李慧峰;光红兵;李应龙;张文康;;冷轧无取向硅钢表面激光处理的织构改善作用[A];2010第11届中国电工钢专业学术年会论文集[C];2010年
4 杨平;王金华;章楼文;毛卫民;;相变法制备强{100}类织构电工钢的成分、工艺与原理[A];2016国产高性能电工钢生产技术与应用研讨会论文集[C];2016年
5 李娜;杨博威;詹放;倪偲;;热变形工艺对430不锈钢组织和织构的影响[A];第十一届中国钢铁年会论文集——S06.钢铁材料[C];2017年
6 王锐;周敬;李文竹;黄磊;;X射线衍射法织构测定参数的探讨[A];第七届(2009)中国钢铁年会论文集(下)[C];2009年
7 梁亚红;陈冷;;体心立方金属冷轧织构的模拟[A];第二届全国背散射电子衍射(EBSD)技术及其应用学术会议暨第六届全国材料科学与图像科技学术会议论文集[C];2007年
8 高峰;;功能织构陶瓷的设计、制备与性能研究[A];2014中国功能材料科技与产业高层论坛摘要集[C];2014年
9 陈辉;赵雷;李淑静;王俊杰;瞿为民;余晓燕;李远兵;;二氧化钛溶胶处理对稻壳多孔织构演变的研究[A];第十三届全国耐火材料青年学术报告会暨2012年六省市金属(冶金)学会耐火材料学术交流会论文集[C];2012年
10 刘沿东;梁志德;王福;;材料织构组分(宏观对称型)分数的定量确定[A];全国冶金物理测试信息网建网30周年学术论文集[C];2011年
11 刘战英;周满春;王涛;;连铸薄板坯轧制深冲钢工艺参数对{111}织构的影响[A];2006年河北省轧钢技术与学术年会论文集(上册)[C];2006年
12 王悦;刘昌伟;;冷轧深冲汽车板压下率及组织织构演变研究[A];2008年全国轧钢生产技术会议文集[C];2008年
13 杨平;周康武;李春梅;崔凤娥;刘德明;;微电子封装铜线键合的组织与微织构[A];第二届全国背散射电子衍射(EBSD)技术及其应用学术会议暨第六届全国材料科学与图像科技学术会议论文集[C];2007年
14 李慧峰;光红兵;李应龙;张文康;;冷轧无取向硅钢表面激光处理的织构改善作用[A];第七届(2009)中国钢铁年会论文集(补集)[C];2009年
15 施立发;王立涛;何志坚;张乔英;;常化温度对薄规格无取向硅钢织构和高频磁性能影响[A];第十一届中国钢铁年会论文集——S10.电工钢[C];2017年
16 李眉娟;勾成;张百生;陈东风;;材料织构的中子衍射测量[A];第三届北京核学会核应用技术学术交流会论文集[C];2004年
17 王悦;刘昌伟;;冷轧深冲汽车板压下率及组织织构演变研究[A];第十届中国科协年会论文集(四)[C];2008年
18 杨平;顾晨;王金华;毛卫民;;低牌号无取向钢柱状晶连铸坯相变法处理后的组织与织构[A];第十四届中国电工钢学术年会论文集[C];2017年
19 王莹;白明武;;具有仿生微织构的金属表面的摩擦学性能研究[A];2009年全国青年摩擦学学术会议论文集[C];2009年
20 房娃;李继光;李玉辰;张下陆;卢润卓;;预拉伸5%处理对2219铝合金板材织构的影响[A];创新塑性加工技术,推动智能制造发展——第十五届全国塑性工程学会年会暨第七届全球华人塑性加工技术交流会学术会议论文集[C];2017年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 马晨波;织构化表面的润滑计算模型及减摩特性研究[D];中国矿业大学;2010年
2 王洪涛;油润滑条件下减摩织构表面的优化设计[D];中国矿业大学;2015年
3 王荣;织构表面液体热驱铺展理论与实验研究[D];浙江工业大学;2020年
4 吕丹亚;铌酸钾钠基无铅压电织构陶瓷的制备及电性能的研究[D];合肥工业大学;2015年
5 梁瑞洋;中高频用电工钢织构优化原理及工艺探索[D];北京科技大学;2018年
6 毛阳;织构化液压缸摩擦副特性建模与实验研究[D];武汉科技大学;2017年
7 谢利;相变法制备{100}织构电工钢的研究[D];北京科技大学;2015年
8 张昌松;NBT-KBT无铅压电织构陶瓷制备及其电性能研究[D];西北工业大学;2006年
9 段冉;微织构刀具衍生切削的形成机理及其抑制方法研究[D];山东大学;2020年
10 张正贵;无取向硅钢织构与性能的研究[D];东北大学;2008年
11 孙少妮;多孔型表面织构摩擦方向性研究[D];东北大学;2017年
12 王秀英;织构化机械密封润滑和泄漏特性的多目标优化[D];南京航空航天大学;2019年
13 杨治刚;强磁场下陶瓷材料织构形成机理研究[D];上海大学;2017年
14 张宁;初始柱状晶组织的电工钢中织构演变、控制及模拟[D];北京科技大学;2017年
15 王郁倩;薄带连铸高强度无取向电工钢组织、织构及性能研究[D];东北大学;2019年
16 万泉;激光制备硬质合金微织构刀具的组织及切削性能研究[D];哈尔滨理工大学;2019年
17 李亚利;织构化铌酸盐系无铅压电陶瓷的制备和机理研究[D];上海交通大学;2012年
18 刘运腾;织构材料再结晶退火的蒙特卡罗模型及其模拟研究[D];山东大学;2008年
19 尹必峰;内燃机关键摩擦副表面微织构润滑与摩擦机理及应用研究[D];江苏大学;2011年
20 刘迪;AZ31镁合金多道次轧制板材的显微组织及力学性能[D];哈尔滨工业大学;2017年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 李东志;织构化非平行表面的摩擦学特性研究[D];南京林业大学;2019年
2 岳乾坤;基于搅拌摩擦加工6016铝合金搅拌区组织与织构研究[D];重庆交通大学;2017年
3 薛超;织构效应对改善摩擦性能的实验及仿真研究[D];武汉科技大学;2020年
4 李梦媛;凹槽型织构对牙轮钻头滑动轴承表面摩擦学性能的影响[D];西南石油大学;2019年
5 邵世超;基于仿生微织构的刀具减摩性能研究[D];合肥工业大学;2013年
6 朱宇华;摩擦副表面毫米级织构的减摩特性研究[D];广东工业大学;2015年
7 程健梁;机械密封复合织构化端面密封性能与形貌演化[D];浙江工业大学;2020年
8 史于涛;人工髋关节表面微织构设计及减磨性研究[D];天津理工大学;2020年
9 赵兴堂;仿生微织构对滑动轴承摩擦磨损性能的影响研究[D];山东科技大学;2020年
10 毛璐璐;微织构化人工髋关节表面减摩与亲水性研究[D];天津理工大学;2021年
11 苏帅;球头铣刀表面微织构分布设计及其抗磨减摩机理研究[D];哈尔滨理工大学;2021年
12 高雄开;冲击滑动条件下激光织构化9Cr18表面的摩擦学行为研究[D];哈尔滨工业大学;2017年
13 易斌;硬质合金刀具材料激光微织构表面摩擦磨损特性研究[D];湘潭大学;2014年
14 张俊生;刀具表面微织构切削机理研究[D];合肥工业大学;2015年
15 韩雷;流体润滑状态下织构化表面的摩擦学性能研究[D];江西理工大学;2014年
16 刘舒鹏;织构化硅片表面的摩擦学行为研究[D];北京理工大学;2015年
17 薛朝文;微织构摩擦副颗粒输送与磨损特性的流固耦合分析[D];安徽理工大学;2020年
18 穆谦;仿生六边形微凸起织构的摩擦学特性研究[D];南京航空航天大学;2013年
19 刘国栋;海洋振动下织构化换向阀运行机理与动力学研究[D];杭州电子科技大学;2020年
20 李宝玉;激光织构化轴承的润滑特性研究[D];广东工业大学;2015年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 本报通讯员 吴奕 张明平;用激光织构技术做好“表面文章”[N];中国科学报;2017年
2 王丽丽 记者 陈瑜;我首次工业应用中子散射织构测量技术[N];科技日报;2015年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978