微织构排布方式对水润滑轴承启停过程摩擦学性能的影响

作     者：崔博超 陈平 杨潍旭 乔小溪 李建超 CUI Bochao;CHEN Ping;YANG Weixu;QIAO Xiaoxi;LI Jianchao

作者机构：北京科技大学机械工程学院北京100083 聊城大学机械与汽车工程学院聊城252000 

出 版 物：《中国表面工程》 (China Surface Engineering)

年 卷 期：2024年第37卷第1期

页      面：160-168,178页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(51975042) 装备预研基金(80904010503) 

主　　题：梯度排布微织构 水润滑 轴承 磨损量 摩擦因数 

摘      要：梯度排布微织构在提升水润滑轴承摩擦学性能方面具有显著效果,然而梯度排布微织构在水润滑轴承中的应用仍缺乏系统性研究。为了探究梯度排布微织构对水润滑轴承启停过程摩擦学性能的影响,基于Greenwood-Tripp微凸体接触模型、Archard磨损模型求解轴瓦表面的磨损量。通过CFT-I材料表面性能综合测试仪对CNC雕刻机加工的织构化表面进行水润滑条件下的摩擦学试验研究。针对光滑、单一圆形织构、圆形与三角形以轴向交错平行■和周向交错平行分布(1212)方式梯度排布的表面,测量各个表面的磨损量和摩擦因数。通过立体显微镜、扫描电子显微镜对摩擦磨损试验前后的表面形貌和摩擦因数进行分析。数值模拟和试验结果显示,与光滑表面和单一织构化表面相比,梯度排布微织构化表面磨损量和摩擦因数显著降低;圆形与三角形以■方式的梯度排布微织构化表面摩擦学性能最佳,接触表面磨损量最小、表面摩擦因数最低。梯度排布微织构在流体润滑过程中相互影响,可以起到提高轴承表面举升力,减少表面接触,降低表面磨损和摩擦因数的作用。研究不同形状、排布方式下梯度排布微织构化表面的磨损量和摩擦因数的变化规律,可为舰船装备水润滑轴承研制阶段主动设计提供理论基础。