隨著經(jīng)濟(jì)快速的發(fā)展,生產(chǎn)中的高效、節(jié)能變得尤為重要。在機(jī)械設(shè)備中普遍存在的摩擦、磨損和潤(rùn)滑等問題也倍受人們的關(guān)注。研究表明:仿生織構(gòu)表面在降低摩擦、減小磨損、改善潤(rùn)滑和減小流體阻力等方面具有良好的效果。因此仿生織構(gòu)表面受到人們的重視,并在船舶和航空飛機(jī)中得到很好的應(yīng)用。同時(shí)也在以一種潛移默化的方式,在逐漸的影響機(jī)械行業(yè)。本文從鯊魚皮表面的真實(shí)結(jié)構(gòu)出發(fā),構(gòu)建與其有相同規(guī)律的溝槽模型。通過實(shí)驗(yàn)的方法獲得不同載荷、不同的織構(gòu)角度和不同的潤(rùn)滑條件下,凸起型類鯊魚皮織構(gòu)對(duì)材料表面摩擦磨損性能的影響。并分析了其減摩機(jī)理,為仿生織構(gòu)在機(jī)械中的應(yīng)用提供依據(jù)。本文從鯊魚皮肋條的減摩機(jī)理出發(fā),首先,介紹了盾鱗的肋條結(jié)構(gòu),并分析了在流體中肋條的減摩機(jī)理。其次,根據(jù)鯊魚皮表面真實(shí)的盾鱗結(jié)構(gòu)為原型進(jìn)行簡(jiǎn)化和擬合重構(gòu),建立類鯊魚皮凸起型溝槽模型。原始織構(gòu)尺寸寬為60μm,高為1μm(后面稱為微米級(jí)別織構(gòu)),經(jīng)過放大40倍(稱為毫米級(jí)別的織構(gòu))之后,利用傳統(tǒng)的加工工藝--數(shù)控雕銑床對(duì)45鋼材料表面加工出類鯊魚皮溝槽。之后用實(shí)驗(yàn)的手段在MM-P2摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上研究其在線面接觸時(shí)的減摩性能,從而得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論:(1)在200N載荷,邊界潤(rùn)滑時(shí),90~°織構(gòu)面和未織構(gòu)面兩者的摩擦系數(shù)的平均值分別為0.9021和0.997。與未織構(gòu)面相比織構(gòu)面的平均摩擦系數(shù)減小了9.52%;0~°織構(gòu)面摩擦系數(shù)的平均值為0.824。與未織構(gòu)面相比織構(gòu)面的平均摩擦系數(shù)減小了17.35%;但織構(gòu)角度為0~°時(shí),織構(gòu)面的摩擦系數(shù)上下變動(dòng)幅度比較大。(2)在200N載荷,混合潤(rùn)滑時(shí),90~°織構(gòu)面和未織構(gòu)面兩者的平均摩擦系數(shù)分別為0.8052和0.9053。與未織構(gòu)面相比織構(gòu)面的平均摩擦系數(shù)減小了11.06%;0~°織構(gòu)面的平均摩擦系數(shù)分別為0.8007。與未織構(gòu)面相比織構(gòu)面的平均摩擦系數(shù)減小了11.55%。但織構(gòu)角度為0~°時(shí),織構(gòu)面的摩擦系數(shù)的上下變動(dòng)幅度比較大。(3)混合潤(rùn)滑時(shí),90~°織構(gòu)面,在100N和300N載荷下的平均摩擦系數(shù)為1.2828和0.5687,相比同等實(shí)驗(yàn)條件下的未織構(gòu)面分別減小16.62%和4.8%,都具有一定的減摩效果。且隨著載荷力的增大,材料表面的平均摩擦系數(shù)降低。最后,根據(jù)相似理論,用因次分析法推導(dǎo)出,混合潤(rùn)滑條件下,仿生織構(gòu)表面在摩擦磨損實(shí)驗(yàn)中的相似準(zhǔn)則,并進(jìn)行了簡(jiǎn)化得到相應(yīng)的相似準(zhǔn)則關(guān)系式。使織構(gòu)表面在摩擦磨損中進(jìn)行相似推廣。
【學(xué)位單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG178
【部分圖文】：

如圖 1.1 鯊魚皮泳衣Fig.1.1 Speedo fastskin仿甲魚殼正負(fù)形貌織構(gòu)化涂層表面的藻和新月藻的附著量分別降低 58%、6具有很好的防污效果�？坪脱揽浦踩氩牧� Ti6Al4V 的表面性皮形貌 Ti6Al4V 的摩擦因子降低了 0了不同程度的下降。對(duì)該材料的表面運(yùn)用到多個(gè)領(lǐng)域，并且取得了很好的。造提供了源泉，而在海洋中游速最快被應(yīng)用到了流體當(dāng)中，降低了航海和

第一章 緒論 48.42%，相比于相同熱物理性能的光滑涂層表面， 15.57%。過摩擦學(xué)試驗(yàn)比較，在載荷 24N（試樣表面的壓強(qiáng)的直徑為 250μm，間距為 600μm時(shí)（活塞環(huán)表面：不同轉(zhuǎn)速下，不同的凹坑深度都具有一定的減摩效擦性能最好。在該深度下，速度為 180r/min 時(shí)，織表面減小了 22.4%。

在輸油管道中，Bechert D W[29]利用可調(diào)節(jié)高度的riblet做減阻實(shí)驗(yàn)表明，（如圖1.3所示，h為riblet的高度，s為相鄰riblet的距離。）在riblet的尺寸為h=0.5s時(shí)，riblet表面的減阻效果最佳，相比于光滑表面粘附阻力減小了9.9%；而當(dāng)h>0.6s時(shí)，粘附阻力不僅不會(huì)減小，而且還隨著riblet高度的增加而增加。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 吳明康;;仿鯊魚皮泳衣技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用前景[J];紡織科技進(jìn)展;2009年02期

2 曾國愛;;鯊魚皮明膠[J];明膠科學(xué)與技術(shù);2010年02期

3 ;游泳健將的鰭翼——鯊魚皮泳衣[J];中國石油和化工經(jīng)濟(jì)分析;2008年09期

4 王麗虹;陳燕;呂峰;;冷藏調(diào)理即食鯊魚皮增脆工藝研究[J];江西食品工業(yè);2011年01期

5 ;飛機(jī)漆上“鯊魚皮涂料”省油保暖又環(huán)保[J];表面工程資訊;2013年02期

6 李鵬;張娜;安鵬;慕晶霞;吳其曄;;HDPE及其共混物鯊魚皮畸變的定量描述[J];塑料科技;2006年01期

7 邵靜靜;藺存國;張金偉;張桂玲;;鯊魚皮仿生防污研究[J];涂料工業(yè);2008年10期

8 曲冰;汪靜;潘超;周笑輝;潘瀾瀾;;仿鯊魚皮表面微結(jié)構(gòu)材料制備的研究[J];大連海洋大學(xué)學(xué)報(bào);2011年02期

9 蘇炳煌;李光吉;蒲俠;雷朝媛;;鯊魚皮表面微結(jié)構(gòu)在高分子表面的復(fù)制方法初探[J];材料研究與應(yīng)用;2008年04期

10 沈廣義;;鯊魚皮微復(fù)制技術(shù)在抗菌防護(hù)領(lǐng)域中的應(yīng)用研究[J];中國個(gè)體防護(hù)裝備;2010年06期

相關(guān)會(huì)議論文 前4條

1 江勇;汪少蕓;趙立娜;張伯桂;林堂鑫;;鯊魚皮明膠水解肽的抗氧化活性與初步分離研究[A];中國食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會(huì)第七屆年會(huì)論文摘要集[C];2010年

2 江勇;汪少蕓;趙立娜;張伯桂;林堂鑫;;鯊魚皮明膠水解肽的抗氧化活性與初步分離研究[A];經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變與自主創(chuàng)新——第十二屆中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)年會(huì)（第三卷）[C];2010年

3 張建濱;戴祖民;;提高我國體育科技創(chuàng)新能力途徑的探討——從SPEEDO公司的第四代鯊魚皮泳衣案例說開[A];第十九屆全國高校田徑科研論文報(bào)告會(huì)論文專輯[C];2009年

4 吳其曄;李鵬;張娜;安鵬;慕晶霞;;線型PE及共混物的擠出壓力振蕩與鯊魚皮畸變[A];2005年全國高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2005年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 許立群;當(dāng)“鯊魚皮”已成潮流[N];人民日?qǐng)?bào);2008年

2 紅藍(lán)白;“鯊魚皮”打響高科技暗戰(zhàn)[N];東方航空?qǐng)?bào);2008年

3 吳m#麓;中國游泳隊(duì)等待“鯊魚皮”[N];北京科技報(bào);2008年

4 本報(bào)記者 王立嘉邋實(shí)習(xí)生 黃一萌;“鯊魚皮”啟迪服裝面料業(yè)[N];市場(chǎng)報(bào);2008年

5 呂縝鎮(zhèn);“鯊魚皮”泳衣啟發(fā)中國服裝業(yè)[N];經(jīng)濟(jì)視點(diǎn)報(bào);2008年

6 周童;“鯊魚皮”成功之道[N];計(jì)算機(jī)世界;2008年

7 惠正一;靠實(shí)力說話的“鯊魚皮”[N];第一財(cái)經(jīng)日?qǐng)?bào);2008年

8 周舒;“鯊魚皮四代”,技術(shù)型興奮劑？[N];第一財(cái)經(jīng)日?qǐng)?bào);2008年

9 記者 陳思彤;鯊魚皮將退出歷史舞臺(tái)[N];中國體育報(bào);2009年

10 早報(bào)記者 張婧;偽裝在“鯊魚皮”下 的商業(yè)大鱷[N];東方早報(bào);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前9條

1 李濤;鯊魚皮減阻微溝槽滾壓復(fù)制技術(shù)基礎(chǔ)研究[D];大連理工大學(xué);2015年

2 張偉;三維打印技術(shù)在仿鯊魚皮表面制備中的應(yīng)用研究[D];江西理工大學(xué);2018年

3 周劉勇;類鯊魚皮織構(gòu)的制備及其減摩性能研究[D];江西理工大學(xué);2018年

4 王麗虹;冷藏調(diào)理即食鯊魚皮關(guān)鍵生產(chǎn)工藝研究[D];福建農(nóng)林大學(xué);2011年

5 黃志平;基于結(jié)構(gòu)仿生的鯊魚皮微溝槽復(fù)制技術(shù)基礎(chǔ)研究[D];大連理工大學(xué);2012年

6 田倩倩;仿鯊魚皮減阻微溝槽滾壓復(fù)制技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2014年

7 孫鵬翔;鯊魚皮微溝槽減阻機(jī)理與復(fù)制技術(shù)基礎(chǔ)研究[D];大連理工大學(xué);2010年

8 張威;親/疏水性功能表面抗多巴粘附特性的調(diào)控及機(jī)理[D];黑龍江大學(xué);2017年

9 陳秀麗;鯊魚皮膠原蛋白防海水浸泡生物醫(yī)用材料研究[D];上海海洋大學(xué);2017年

本文編號(hào)：2834286