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2007年12月第32卷第12期润滑与密封LUBR I CATI O N ENGI N EER I N GDec 12007Vol 132No 1123基金项目:国家863计划项目(2006AA04Z321)1收稿日期:2007-07-18作者简介:王晓雷(1963—),男,教授,博士.E 2mail:xl_wang @nuaa 1edu 1cn 1边界润滑条件下表面微细织构减摩特性的研究3王晓雷 王静秋 韩文非(南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室 江苏南京210016)摘要:表面织构(Surface texture )已被证明是一种提高表面承载力和改善表面摩擦学特性的有效方法。
然而在边界润滑条件下,500n m )相对滑动速度为摩效果。
关键词:中图分类号:under Boundary Lubr i ca ti onW a ng Xi ao l e i W a ng J i ngq i u Ha n W e nfe i(J iangsu Key Laborat ory of Precisi on &M icr o 2manufacturing Technol ogy,Nanjing University of Aer onautics &A str onautics,Nanjing J iangsu 210016,China )Abstract:Surface texture has p r oven t o be effective t o i mp r ove the load carrying capacity and tribological p r operties ofcontacting surfaces .However,it is still unclear how surface texture influences the tribol ogical p r operties under boundary lu 2brication condition .Five kinds of scratch patterns were fabricated on the steel surface with vari ous dep th and density (125～500n m )by a nano 2indentor,and their tribological p r operties were evaluated under boundary lubricati on using a modified four 2ball tester at the load of 100～300N and relative sliding s peed of 0119～1133m /s .It is sho wn that a l ow dense pat 2tern of scratches with the dep th of 125nm has an obvious fricti on reducti on effect .Keywords:surface texture;boundary lubricati on;fricti on;scratch 纳米技术的出现开创了技术革命的新时代。
第50卷第12期表面技术2021年12月SURFACE TECHNOLOGY·217·表面织构润滑减摩的国内外研究现状及进展黄云磊，钟林，王国荣，魏刚，彭事超（西南石油大学，成都 610500）摘要：表面织构是源自于自然界生物非光滑表面的微纳米结构，这些微观结构使得生物在进化过程中呈现出优异的自润滑和抗磨减摩性能。
国内外研究也一致表明，表面织构是改善表界面摩擦学特性的一种有效手段，可使材料表面实现自润滑效果，并且能够减少摩擦磨损带来的机械设备提前失效和能源耗损。
从表面织构的形态特征及其作用机制出发，对近年来表面织构在润滑减摩方面的国内外研究现状及进展进行调研分析。
讨论了表面织构形状（规则织构、不规则织构等）、织构分布形式（全织构分布、部分织构分布等）、织构几何参数（深度、面积比、深径比等）、工况参数（载荷、速度等）等因素，对织构化表面润滑减摩性能的影响，同时总结了表面织构润滑减摩作用机制研究中面临的难题。
提出未来应重点开展极端工况、混合润滑状态下多类型复合织构的润滑减摩作用机制，考虑动态磨损的表面粗糙度与织构协同作用润滑减摩规律和仿生微织构与涂层耦合作用下抗磨性能等方面的研究，从而进一步推动表面织构在润滑减摩领域的工程应用。
关键词：表面织构；摩擦；润滑；减摩；表面粗糙度；涂层中图分类号：TH117 文献标识码：A 文章编号：1001-3660(2021)12-0217-16DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2021.12.022Research Status and Progress of Surface TextureLubrication and Friction ReductionHUANG Yun-lei, ZHONG Lin, WANG Guo-rong, WEI Gang, PENG Shi-chao(Southwest Petroleum University, Chengdu 610500, China)ABSTRACT: Surface texture is a kind of micro-nano structure derived from the non-smooth surface of natural organisms.These microstructures enable organisms to exhibit excellent self-lubricating, anti-wear and friction reduction properties during the evolution process. The studies at home and abroad have also consistently shown that surface texture is an effective means to improve the tribological performance of the surface, which can realize the self-lubricating effect of the material surface and reduce the premature failure of mechanical equipment and the energy consumption caused by friction and wear. In this paper, from the perspective of the morphological characteristics of surface texture and its mechanism of action, the research status and收稿日期：2020-11-29；修订日期：2021-06-01Received：2020-11-29；Revised：2021-06-01基金项目：国家重点研发计划（2018YFC0310201，2019YFC0312305）；国家自然科学基金面上项目（51775463）；国际合作项目（2019-GH02- 00055-HZ）；省级大学生创新创业训练项目（S202010615075）Fund：National Key R&D Program of China (2018YFC0310201, 2019YFC0312305); General Program of the National Natural Science Foundation of China (51775463); International Cooperation Projects (2019-GH02- 00055-HZ); College Students' Innovative Entrepreneurial Training Plan Program (S202010615075)通讯作者：钟林（1985—），男，博士，实验师，主要研究方向为油气装备的仿生摩擦学。
点接触弹流润滑条件下表面弹性变形研究沈锦龙;薛正堂;衡传富;刘小君【摘要】为研究弹流润滑条件下点接触表面变形及其对表面性能的影响,采用激光微织构法制备了一组不同形貌参数的滚动轴承滚道表面试件,基于表面频谱分析和弹流润滑快速算法(幅值缩减法)分析了试件在不同工况参数下的弹性变形.使用ISO 25178三维形貌参数体系对变形前后表面进行表征,研究了点接触弹流润滑状态下表面形貌的弹性变形与载荷、转速的关系.研究结果表明,弹流接触使表面形貌发生显著的弹性变形,载荷、转速等工况参数对变形量影响较大,表面弹性变形使得形貌参数发生显著变化.【期刊名称】《中国机械工程》【年(卷),期】2019(030)014【总页数】8页(P1696-1702,1712)【关键词】弹性流体动力润滑;幅值缩减;激光微织构;三维形貌参数【作者】沈锦龙;薛正堂;衡传富;刘小君【作者单位】合肥工业大学摩擦学研究所,合肥,230009;阜阳轴承有限公司,阜阳,236000;阜阳轴承有限公司,阜阳,236000;合肥工业大学摩擦学研究所,合肥,230009【正文语种】中文【中图分类】TH117.20 引言点接触摩擦副广泛应用于机械设备传动机构中，其主要润滑形式为弹流润滑。
提高润滑油膜厚度是点接触摩擦副性能优化、寿命延长的关键。
弹流润滑状态下的油膜厚度和压力分布与表面形貌紧密相关[1-2],即使是尺度很小的表面粗糙度(小于润滑油膜厚度)也会使压力和膜厚产生较大的波动[3]。
点接触区域小、压力大，两接触界面必然会发生不可忽视的弹性变形[4-5],对接触区弹性变形特征进行研究有助于弹流润滑性能的分析和改善。
国内外学者针对表面形貌影响弹流润滑性能这一命题已进行了大量理论与实验研究。
早期研究中用均方根粗糙度Rq定量表征表面形貌，用参数Λ和κ描述表面粗糙度与润滑油膜厚度之间的关系，预测效果较为粗略[6-7]。
随着计算机技术的发展，粗糙表面弹流润滑问题的数值求解变得更为精细[8]，但由于计算效率低下(一个真实粗糙表面的计算时长可达数天[9])，不适合在工程实践中直接采用。
微观表面形貌流体动压润滑效果的二维CFD有限元分析摘要本文报道了一系列关于具有微观形貌的两平行表面的流体动压润滑效果。
研究两种参数类型的凹槽，其中固定表面具有相同的润混膜厚度，另一表面光滑运动。
运用CFD分析了全膜润滑的流体动压效果。
结果表明，在流体润滑情况下，引入表面织构使得润滑膜压力提高，从而提高了由于流体动压润滑产生的表面承载力，该承载力与雷诺参数有关，并且随着凹槽宽度和深度的增加而增加。
然而，在某一的特定深度下，在凹槽表面出现涡流现象，并且在其附近达到最大承载力。
摩擦力随着凹槽深度和宽度的增加而减少，在所有研究的模型中，寻找到了最优的表面织构。
1 引言润滑的目的是为了分离两接触表面减少摩擦磨损，通过润滑膜产生压力分离两表面，并产生承载力。
两表面的相对运动促使润滑油进入凹槽产生压力。
为了提高效能和效率，降低磨损和形成流体动压润滑的风险，研究压力形成的各种影响因素是十分重要的。
本研究的目的是研究表面织构对两平行表面之间流体动压润滑效果的影响。
文献[1/2]给出了表面织构对轴承表面性能的重大影响。
文献[3]表明往复运动的织构表面的摩擦力得到很大降低。
Glavatskih等人[4]研究表明，表面织构在止推轴承表面形成了更厚的润滑膜和更小的能量损失。
通过表面织构提高承载效率的机制还不清楚，因此对某一个体的影响进行理论分析时必要的。
文献[5/6]利用雷诺方程模拟了静止表面的球形凹槽表面织构的流体动压润滑效果。
形成油膜承载力的一方面是表面凹槽形成的空化现象，文献[7]中，Brizmer等人利用雷诺方程和空化模型，研究了由于空化现象使得止推轴承的承载力提高。
在两个凹槽的交叉部分空化现象可能导致两相流动，为了实现静压积累必须使两相流动转换为单相流动。
由于凹槽和油膜的几何影响，只有当液体从外部的凹槽补充时才能形成单向流动。
在实际情况中，液体供给凹坑的现象并不清楚，尤其是考虑侧漏问题时，这也是为什么空化现象的影响有限的原因，因此，必须研究其他可能增加承载力的因素。
