考虑粗糙度影响的表面织构最优形状研究开题报告

 2021-08-08 12:08

1. 研究目的与意义

据统计,世界上约有 50% 的能源消耗在各种形式的摩擦中,减小摩擦有助于提供能源的利用率,这对于能源资源日益减少的当代,是十分重要的课题。

起初,人们通过提高表面的加工精度以达到减少表面摩擦的目的,传统的机械设计和摩擦学理论一般认为,光滑的接触表面有助于减小摩擦和磨损。

所以,机械加工技术一直朝着高精度和高光洁度的方向发展,对表面进行抛光、研磨等表面精加工技术获得的表面粗糙度始终受到限制。

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2. 国内外研究现状分析

1966 年, Hamilton 等最先通过蚀刻技术在机械密封件上制造出一系列微观凸起,并通过理论分析和实验验证,获得了最优的表面织构尺寸 ,其研究结果表明,这些微观凸起可以起到微流体动压轴承的作用,明显增强了摩擦副的承载能力, 降低摩擦系数。

加工在摩擦副表面的凹坑或沟槽在液体流动过程中都会形成微小的收敛楔和发散楔。

每一个微小收敛楔中的流体都会因为摩擦副的相对运动产生流体动压效应,从而形成正压力;而发散楔中由于有气穴现象的存在,流体的负压得到了限制,因此,表面之间形成了附加的流体动压力,提高了流体膜的承载能力。

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3. 研究的基本内容与计划

内容:通过结合优化设计理论、流体润滑和微凸体接触理论,数值模拟探讨考虑表面粗糙度影响条件下的织构单元最优形状。

特定工况条件下,探讨三种不同空化边界条件下最优织构形状及其对应的最大承载力随综合粗糙度和方向参数的变化规律;三种空化边界条件的对比分析;进一步研究不同速度、油膜厚度等工况参数下的综合粗糙度和方向参数对最优织构形状的影响规律。

计划:1.查阅资料,完成开题报告。

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4. 研究创新点

MATLAB语言简洁紧凑,使用方便灵活,库函数极其丰富。

在MATILAB里,数据的可视化非常简单。

通过二次开发实现了复杂运动功能

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