【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,我國的高速鐵路快速建設(shè)。軸承是高速列車中的重要部件,其潤(rùn)滑問題不僅關(guān)系零部件的損耗,還關(guān)系到列車的行駛安全。同時(shí),針對(duì)工業(yè)中能源和材料的減排和降耗,科研人員提出“潤(rùn)滑經(jīng)濟(jì)”概念。改善潤(rùn)滑問題不僅有助減少損耗,還能保證鐵路運(yùn)行的安全問題,并有助于太空船真空環(huán)境下機(jī)件潤(rùn)滑問題、海洋腐蝕環(huán)境下機(jī)件潤(rùn)滑問題以及人造關(guān)節(jié)與軟骨之間的潤(rùn)滑問題。彈流潤(rùn)滑是機(jī)械零件中常見的潤(rùn)滑形式,彈流油膜不僅能夠承受高載荷和高剪切力的極端工況,還使減小摩擦力成為可能。彈流潤(rùn)滑是有效解決方案之一。因此,彈流潤(rùn)滑的研究成果將產(chǎn)生重大影響。由此針對(duì)基于界面吸附的點(diǎn)接觸彈流潤(rùn)滑展開研究。應(yīng)用光干涉原理,在改良的點(diǎn)接觸彈流潤(rùn)滑光學(xué)試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。在應(yīng)用高粘度潤(rùn)滑油的實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)異常摩擦系數(shù)曲線。針對(duì)摩擦系數(shù)曲線的異常部分,進(jìn)行不同表面能的玻璃盤與鋼球高壓純滑實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)摩擦系數(shù)的降低與入口凹陷有關(guān);表面浸潤(rùn)性不僅影響摩擦系數(shù),還影響界面滑移的發(fā)生。通過對(duì)不同條件下的油膜圖像進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)載荷越大,入口凹陷越容易發(fā)生。得出結(jié)果:在高載荷下,界面滑移更易發(fā)生,且將入口凹陷歸因于潤(rùn)滑油的非牛頓流體性質(zhì)。在上述實(shí)驗(yàn)研究過程中,通過干涉圖像觀察到“三凹陷”現(xiàn)象,對(duì)此異�，F(xiàn)象進(jìn)行探索性研究。初步推斷“三凹陷”現(xiàn)象是由于吸附層的局部形成所導(dǎo)致,并且吸附層可能形成于鋼球表面和玻璃盤表面。用兩種表面浸潤(rùn)性不同的鋼球進(jìn)行光學(xué)彈流潤(rùn)滑實(shí)驗(yàn),通過測(cè)量摩擦系數(shù)和觀察油膜形狀及油膜輪廓,研究吸附層對(duì)油膜形狀和摩擦力的影響。驗(yàn)證“三凹陷”現(xiàn)象可歸因于吸附層的局部形成,并用局部粘彈性模型解釋“三凹陷”油膜形狀的形成。為驗(yàn)證吸附層形成位置的推斷,采用EGC鋼球進(jìn)行對(duì)比性實(shí)驗(yàn)研究。得出結(jié)論:吸附層一定程度抑制滑移發(fā)生;低表面能使吸附層難以吸附于EGC鋼球表面,從而增加邊界滑移程度,進(jìn)而減小摩擦力;吸附層在高速下不穩(wěn)定,難以吸附于界面之上;吸附層的形成取決于表面浸潤(rùn)性。浸潤(rùn)性不僅是邊界滑移的重要因素,還是吸附層形成的重要因素之一。
【圖文】：

三種模型分別如圖1-1 所示。（a）無滑移 （b）界面滑移 （c）吸附膜圖 1-1 邊界模型無滑移邊界條件如圖 1-1（a）所示。無滑移邊界條件，即流體分子與其鄰近的固體界面間相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度為零，其本質(zhì)是由于流體粘附在固體界面上，并且于界面保持速度切向分量的連續(xù)性，Bernoulli 等[6]于 1783 年就首次提出了無滑移邊界條件的假設(shè)。隨后，，Buat[7]和 Coulomb[8]分別用流管實(shí)驗(yàn)和圓周震蕩實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該假設(shè)。大量的宏觀實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證無滑移邊界條件的存在。線性邊界滑移模型如圖 1-1（b）所示。雖然 Navier[9]提出的假設(shè)起初并未證明液體也符合該理論，然而表征滑移模型成為目前極其常用的假設(shè)模型。線性邊界滑移模型認(rèn)為：界面上的剪應(yīng)力或局部剪切率與體相流體的滑移速度成正比，由于該模型的速度參數(shù)與滑移長(zhǎng)度相關(guān)，所以該模型也被稱為“滑移長(zhǎng)度模型”。粘滯層邊界條件模型如圖 1-1（c）所示。在 19 世紀(jì)，Girard[10]和 Prony[11]提出粘滯層邊界條件模型。該邊界條件認(rèn)為流體分子吸附在固體界面上形成一定厚度的粘滯層，且整個(gè)粘滯層與固體界面無相對(duì)滑動(dòng)，而流體則在該粘滯層的交界面上發(fā)生滑移。粘滯層的出現(xiàn)是因?yàn)楣?液間分子相互作用力大于液體本身分子間的作用力。粘滯層的厚度也取決于固體的界面性質(zhì)。此后，學(xué)術(shù)界對(duì)邊界條件的選取進(jìn)行了激烈爭(zhēng)論。Stokes 等[12-14]根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察主張采用無滑移邊界條件，而Darcy等[15-16]也提出反駁無滑移邊界條件的證據(jù)。但由于當(dāng)時(shí)測(cè)量條件和實(shí)驗(yàn)精度都較低

（e）微通道（Microchennel/Capillary）圖 1-2 界面滑移測(cè)量技術(shù)[27]，Léger 等[22]應(yīng)用熒光漂白恢復(fù)技術(shù)（FR波照明，未被漂白的分子流動(dòng)到感興趣的體流動(dòng)的速度有關(guān)，滑移發(fā)生時(shí)，流速增eph 等[23]應(yīng)用粒子圖像測(cè)速技術(shù)（PIV）測(cè)上（嫁接硅烷分子層）的滑移，發(fā)現(xiàn)在光光滑的疏水性界面上滑移長(zhǎng)度為 35±100n用表面力儀（SFA）測(cè)量水、正十四碳烷吸（SAM）界面、OTE 界面上相應(yīng)的接觸角時(shí)才產(chǎn)生滑移。如圖 1-2（d）所示，Ellis
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH117.2

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

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本文編號(hào)：2676849