磨損失效是機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障的主要形式之一。本文基于仿生理論與技術(shù)及其在工程中的應(yīng)用成果,以仿生非光滑耐磨理論和仿生耦合理論為基礎(chǔ),進(jìn)行了機(jī)械摩擦副耐磨技術(shù)基礎(chǔ)理論研究。作為摩擦學(xué)領(lǐng)域與仿生學(xué)交叉的工程應(yīng)用基礎(chǔ)研究,論文創(chuàng)新性地提出基于耦合理論改善摩擦副磨損問題的思路,并通過試驗(yàn)及三維有限元分析方法探討了仿生結(jié)構(gòu)在潤(rùn)滑條件下的磨損規(guī)律及耐磨機(jī)理,為解決工程中摩擦磨損問題提供了新思路。 論文從蚯蚓體表背孔結(jié)構(gòu)和體表液潤(rùn)滑耐磨效應(yīng)的生物耦合模型出發(fā),設(shè)計(jì)了四種仿生耐磨結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿生結(jié)構(gòu)優(yōu)選試驗(yàn),運(yùn)用正交試驗(yàn)優(yōu)化技術(shù)建立了通孔形仿生結(jié)構(gòu)尺寸因素與磨損量回歸模型,采用ANSYS有限元軟件分析不同規(guī)格通孔單元對(duì)界面接觸狀態(tài)的影響規(guī)律及機(jī)理,并結(jié)合磨損形貌及磨損結(jié)果,用耦合理論探討了通孔與潤(rùn)滑耦合因素作用對(duì)耐磨性的影響效應(yīng)。

【文章頁數(shù)】：144 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
提要
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 機(jī)械磨損理論基礎(chǔ)
        1.2.1 磨損機(jī)理
        1.2.2 磨損形式
        1.2.3 潤(rùn)滑技術(shù)
        1.2.4 摩擦熱
    1.3 耐磨技術(shù)研究進(jìn)展
        1.3.1 耐磨性定義
        1.3.2 預(yù)防磨損
        1.3.3 常規(guī)耐磨技術(shù)
    1.4 仿生學(xué)基礎(chǔ)
        1.4.1 仿生學(xué)概況
        1.4.2 仿生學(xué)方法
        1.4.3 仿生非光滑耐磨理論
        1.4.4 仿生耦合理論
    1.5 論文研究?jī)?nèi)容
第二章 滑動(dòng)摩擦試驗(yàn)?zāi)Ｐ图胺律A(chǔ)
    2.1 摩擦副磨損研究
        2.1.1 論文研究對(duì)象
        2.1.2 摩擦副運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)
        2.1.3 摩擦副耐磨特性
    2.2 缸套活塞系統(tǒng)
        2.2.1 活塞-缸套運(yùn)動(dòng)特性
        2.2.2 缸套活塞模擬條件
    2.3 蚯蚓體表耐磨特性
    2.4 試驗(yàn)及仿生基礎(chǔ)
    2.5 本章小結(jié)
第三章 試驗(yàn)方法及設(shè)備
    3.1 試驗(yàn)材料
    3.2 試驗(yàn)指標(biāo)
    3.3 試驗(yàn)因素及試件設(shè)計(jì)
    3.4 試驗(yàn)條件
        3.4.1 試驗(yàn)設(shè)備
        3.4.2 測(cè)試要求
        3.4.3 模型試件參數(shù)
    3.5 本章小結(jié)
第四章 仿生耐磨結(jié)構(gòu)優(yōu)選試驗(yàn)
    4.1 試驗(yàn)條件及設(shè)計(jì)方案
    4.2 一次沾油摩擦試驗(yàn)
        4.2.1 試驗(yàn)?zāi)p量
        4.2.2 磨損形貌
        4.2.3 摩擦系數(shù)曲線分析
    4.3 滴油摩擦試驗(yàn)
        4.3.1 試驗(yàn)?zāi)p量
        4.3.2 磨損形貌
        4.3.3 摩擦系數(shù)曲線分析
    4.4 干摩擦試驗(yàn)
        4.4.1 磨損結(jié)果分析
        4.4.2 摩擦系數(shù)曲線分析
    4.5 因素效應(yīng)及優(yōu)化
        4.5.1 仿生單元類型對(duì)磨損影響
        4.5.2 單元分布對(duì)磨損的影響
        4.5.3 因素優(yōu)化
    4.6 本章小結(jié)
第五章 通孔形仿生試件磨損特性研究
    5.1 試驗(yàn)條件及方案
    5.2 試驗(yàn)結(jié)果
        5.2.1 磨損量
        5.2.2 正交多項(xiàng)式回歸分析
        5.2.3 磨損形貌
        5.2.4 摩擦系數(shù)
    5.3 壓強(qiáng)對(duì)磨損量的影響
    5.4 表面紋路對(duì)通孔仿生試件磨損特性的影響
        5.4.1 試驗(yàn)依據(jù)
        5.4.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        5.4.3 試驗(yàn)結(jié)果
    5.5 本章小結(jié)
第六章 仿生通孔模型摩擦過程三維有限元分析
    6.1 有限元及ANSYS 分析軟件
        6.1.1 有限元基礎(chǔ)
        6.1.2 ANSYS 有限元分析軟件
        6.1.3 摩擦磨損有限元分析研究概況
    6.2 有限元分析前處理
        6.2.1 模型建立
        6.2.2 有限元網(wǎng)格劃分
        6.2.3 求解參數(shù)設(shè)置
    6.3 計(jì)算結(jié)果與分析
        6.3.1 平板試件和通孔仿生結(jié)構(gòu)試件對(duì)比
        6.3.2 通孔直徑對(duì)等效應(yīng)力的影響
        6.3.3 通孔間距對(duì)內(nèi)部應(yīng)力影響
        6.3.4 載荷對(duì)等效應(yīng)力影響
    6.4 本章小結(jié)
第七章 通孔形仿生試件的耐磨機(jī)理
    7.1 通孔形仿生試件磨損機(jī)制
        7.1.1 界面潤(rùn)滑狀態(tài)
        7.1.2 磨損規(guī)律
        7.1.3 局部特征
        7.1.4 磨損機(jī)制
    7.2 仿生通孔結(jié)構(gòu)對(duì)潤(rùn)滑效應(yīng)影響
        7.2.1 界面潤(rùn)滑方式
        7.2.2 潤(rùn)滑質(zhì)量
    7.3 仿生耦合耐磨機(jī)理
    7.4 本章小結(jié)
第八章 論文總結(jié)
    8.1 主要結(jié)論
    8.2 進(jìn)一步研究工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及參與科研項(xiàng)目情況
致謝
摘要
Abstract



本文編號(hào)：4053894