原文传递
高分子材料表面织构润滑性能研究
| 论文题名： | 高分子材料表面织构润滑性能研究 |
| 关键词： | 流固耦合;表面织构;润滑性能;摩擦振动;水下航行器 |
| 摘要： | 尾轴承的摩擦振动噪声问题是水下航行器的瓶颈问题之一，它影响水下航行器的隐身性、可靠性，以及乘员的舒适性。目前，尽管人们采用高损耗因子阻尼材料来减振降噪，但由于问题的复杂性，远未达到理论与实践的统一。文中将仿生摩擦学原理应用于水润滑高分子材料如橡胶材料表面织构的创新，开展润滑性能研究，重点讨论计入弹性变形后，表面织构的水膜压力与水膜厚度的变化以及摩擦副的变形状况，探索减阻效果更好的表面织构体（如“水囊”），达到改善摩擦副表面润滑性能的目的。在研究中，运用Adina，建立了不同形状和不同排布形式的高分子橡胶材料表面织构模型，研究了其流体速度、粘度、厚度以及凹坑尺寸等参数对润滑性能的影响规律，得到下面结论： （1）计入弹性变形的橡胶与碳钢材料的表面织构的润滑性能对比。结果表明，橡胶表面织构（方形）的变形大于碳钢材料，水膜平均压力略低于碳钢材料，这说明材料的弹性模量对表面织构的水膜压力有一定影响。 （2）水膜厚度及流体速度对高分子橡胶织构润滑性能的影响。当水膜厚度增大时，水膜平均压力和最大压力均会逐渐减小。其中，半球形表面织构上产生的水膜压力最大，方形最小。半球形、圆台形和圆柱形表面织构在合理的厚度范围内均能产生较明显的水膜压力，但方形则相对较差。当流体速度增大时，各种织构的平均压力及最大压力均增大。但半球形织构和圆台形织构增加趋势平缓，方形及圆柱形织构增加趋势加快。 （3）流体粘度和凹坑半径对高分子橡胶织构润滑性能的影响。研究发现流体粘度和凹坑半径必须控制在一定的范围内才能获得较好的水膜平均压力，太大或大小均不利于润滑性能的改善。 （4）高分子橡胶织构排布形式对润滑性能的影响。微凹坑间的距离存在一个合理的范围，大于或小于这个范围均会降低其润滑性能。这说明选取合理的排布距离能够达到较好的效果。 （5）织构微凹坑在单位区域内的数量并不是越多越好，即织构不是越密其润滑性能就越好；全织构也不是任意情况下都具有比部分织构更好的润滑性能。在四种半球形部分织构中，速度进口位置织构排布形式的润滑性能较好，甚至超过了微凹坑数量较多的全织构排布形式。 |
| 作者： | 刘浩江 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 刘正林;胡社来 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
