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近年来,表面织构技术因其具有的降低摩擦、减小磨损和提高承载能力等特点,受到了人们的广泛关注。目前绝大多数关于表面织构的研究均以硬质材料为基础,而对于软质材料,如PDMS这种高分子材料的摩擦副表面微结构的研究还比较缺乏。因此,探讨因柔性材料表面织构的接触弹性形变而引起的润滑液流动对其摩擦特性的影响规律成为掌握和丰富表面织构技术理论的关键。本文在流体动压润滑条件下,基于Reynolds方程,构建起具有规则表面微槽结构的润滑数学模型,采取有限差分法实现数值模拟,分析了微槽结构尺寸及排布方式的改变引起的流体动压润滑特性的变化情况。采用ANSYS有限元分析软件模拟边界润滑状态时摩擦副表面相互运动过程中的应力分布情况。最后进行了PDMS材料相关的摩擦学特性实验分析。本文获得的主要结论如下:1.在流体润滑条件下,PDMS-结构钢摩擦副单个微槽的润滑油膜压力随微槽深度的增大而增大,无压区随深度的增大而减少;润滑油膜压力随微槽宽度的增大而增大,无压区随深度的增大而增多。随着初始油膜厚度的增大,油膜的形状改变逐渐消失,润滑油膜压力也逐渐减小,与忽略材料表面弹性变形的单个沟槽的润滑油膜压力差距也逐渐变小,最终状态基本相同。2.对具有微槽织构摩擦副表面整体层面的动压润滑特性进行研究后发现。随着宽度的增大,最大油膜表面压力先减小再增大,摩擦因子逐渐减小,且速度越高,摩擦因子减小速度越快;随着深度的增大,最大油膜表面压力逐渐减小;最大油膜表面压力随着角度的增大而减小,摩擦因子随着角度的增大而增大。3.考虑摩擦副处于边界润滑状态,摩擦副表面存在接触情况时,PDMS上试样存在最佳微槽宽度为200um,最佳微槽深度是5-20um,最佳深宽比是0.15。当微槽结构其它参数保持不变时,随着织构面积比增大,PDMS上试样最大等效应力整体呈逐渐减小趋势。4.不同速度条件下,由PDMS试件与PDMS试件构成的配副相较PDMS-钢配副均有较大摩擦因子,且速度越高,摩擦因子越大。PDMS-PDMS、PDMS-钢两种配副中,不同宽度微槽结构的PDMS试件均表现出了良好的减摩效果,而不同深度微槽结构的PDMS试件在两种配副条件下则表面出了不同趋势的减磨效果。在不同工况条件下,具有最佳减摩特性的微槽结构具有不同的深宽比。图[55]表[5]参[55]