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着眼于长远的可持续发展,润滑设计有利于节约能源和原材料,进而延长机械设备使用寿命并提高工作可靠性,成为机械科学的必然趋势。润滑技术就是通过在相互摩擦表面之间施加润滑剂而形成润滑膜,借以避免摩擦表面直接接触,达到减少摩擦磨损的目的。本文以膜厚处于纳米量级的柴油润滑薄膜为研究对象,对润滑薄膜的结构和润滑特性进行了一定的探讨。因为柴油的组分太过复杂,所以对柴油性质进行的模拟研究很少。 本文首先根据柴油的组分分析实验结果,使用量子力学的方法来计算了0#基础柴油中主要有机分子的结构和势能参数;并在确保柴油薄膜中链烷烃和环烷烃的比例为4∶1的前提下,建立了铁衬底/柴油/铁衬底的分子模型。其次,利用分子动力学模拟方法来研究受限于两固体铁衬底之间的不同厚度的柴油薄膜的结构性质。我们详细研究了滑移过程中柴油薄膜中的原子分布和分子的链端分布状况,以此论证了界面间的分子构型特点。结果表明在薄膜润滑过程中出现了薄膜固化现象和桥接现象。 最后,对不同厚度柴油薄膜润滑过程中的摩擦力以及计算等效粘度进行了分析比较。结果表明,随着润滑油薄膜膜厚的增加,油膜受到的摩擦力是逐渐减小的,与宏观状态下的情况相类似,因而对宏观状态的研究有一定的帮助。但同时,随着润滑油薄膜膜厚的增加,润滑油薄膜的等效剪切粘度却是降低的,不同于宏观状态下的液体润滑膜的情况。 本文揭示了纳米液体润滑和宏观液体润滑的一些相似和不同之处,这些结果可对将来的纳米润滑研究有一定的指导意义。