梯度沟槽织构对表面摩擦性能的影响研究开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

1、目的及意义(含国内外的研究现状分析)

1.1目的及意义:

1.1.1目的:

1.利用销盘实验研究沟槽织构对表面摩擦性能的影响;

2.深入分析在不同的深度、宽度沟槽织构条件下,球墨铸铁在磨损实验中的磨损过程与磨损量等参数;

3.利用磨损实验得出的摩擦系数和磨损量等参数进行分析,运用比较分析法得出不同沟槽织构对摩擦的影响,得出结论;

4.根据实验结论找出可以通过改变沟槽织构从而改善摩擦性能的手段。

1.1.2意义:

界面的摩擦磨损是影响各种装备正常安全服役问题的关键要素,界面摩擦及磨损的有效调控及控制已成为当今国内外摩擦学研究的热点及难点[1]。

目前,表面织构化处理作为一种改善界面摩擦学性能的有效方法已得到较为广泛的研究[2-8],其中沟槽型织构为一种较为常见的织构类型,较多的研究表明合理尺寸及分布的沟槽型织构表面能够显著地改善界面摩擦学性能[4-11]。WANG等[4]在干摩擦条件下研究了球与织构表面往复滑动时的摩擦性能,结果表明沟槽的分布间距对织构表面的摩擦因数影响较大,合理分布的沟槽能够改善界面的摩擦磨损特性。KMMEL等[5]在研究经织构化处理的刀具的磨损性能时发现,沟槽的分布方向对刀具的磨损具有重要影响,平行于切削边分布的沟槽型织构表面能明显地降低刀具的磨损。宋起飞等[6]开展了仿生非光滑表面铸铁材料的常温摩擦磨损性能研究,得出条纹状图案的宽度对刹车毂表面的摩擦磨损性能有着重要的影响。陈平等[8]发现,沟槽型织构的存在会导致摩擦因数的波动,且该波动幅度与沟槽倾斜方向密切相关。这些结果都表明了沟槽型织构表面可以有效地改善界面的摩擦学性能,但是关于沟槽的存在是如何改变界面的摩擦学行为的问题尚未得到深入的探讨。因此,研究沟槽型织构表面是如何影响界面摩擦学行为并揭示其作用机制具有重要的意义。

本文作者在盘试样表面上加工出具有不同沟槽的沟槽型织构表面,考察了不同的沟槽型织构表面对界面摩擦学性能的影响及规律,为减摩耐磨表面织构的设计及应用推广提供必要的理论指导。

1.2国内外现状:

表面织构技术(Surface texture)就是在摩擦副表面上加工出具有一定尺寸、形状和排列的微小结构阵列(如微凹坑阵列或微沟槽阵列等)。它以其优异的降低摩擦、减小磨损和提高承载能力等特性,已经被证明是改善摩擦副表面摩擦学性能的一种有效手段[12-14]。

表面织构技术的灵感来自于自然界中的各种非光滑的表面结构。自然界中的植物和动物经过数亿年的生存考验和进化过程,已经形成了各种精巧奇妙的结构以应付复杂多变的生存环境。

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