滑动摩擦副表面变织构的润滑与承载特性研究

摘要

织构化滑动摩擦副表面织构的排布方式、尺寸和形状是决定其压力分布和承载力的关键因素.为改善织构化滑动摩擦副表面的润滑与承载特性,提出了一种变织构(尺寸多样的织构)结构.以球冠形织构为研究对象,建立不同排布方式的单一尺寸织构及方形排布变织构的CFD(computational fluid dynamics,计算流体力学)仿真模型,分析了排布方式不同的单一尺寸织构表面的压力分布和承载力;在此基础上,研究了半径两端小中间大(A型)、半径两端大中间小(B型)、深度两端浅中间深(C型)及深度两端深中间浅(D型)等4类方形排布变织构表面的压力分布和承载力.结果表明:方形排布的单一尺寸织构的润滑性能最强且承载力最大,随着错位角的增大,织构间的协同润滑作用减弱,承载力减小;单一尺寸织构的压力分布曲线为周期性波动曲线,由多个单织构的压力分布曲线叠加而成,而方形排布变织构因前后织构的协同润滑作用而导致其压力分布曲线的趋势线近似呈正弦或余弦规律波动;在4类方形排布变织构中,B型变织构的承载力大于A型,D型大于C型,说明两端织构的半径越大、深度越深或该类织构的占比越大,则变织构的承载力越大.由此可见,合适的变织构比单一尺寸织构更有助于提升摩擦副表面的润滑与承载性能.