基于仿生学微造型的配流副摩擦润滑特性研究
发布时间：2022-02-22 23:19
轴向柱塞泵以其简单的结构以及高功率比等特点广泛应用于海洋、航空航天等各个领域。配流副作为轴向柱塞柱塞泵内最为关键的摩擦副,由于其工况条件的复杂性,常因摩擦及润滑特性不佳问题的出现而导致其过早损坏。该问题的存在使得柱塞泵的发展受到了很大阻碍。因此,如何有效地解决配流副摩擦及润滑特性不佳的问题对于轴向柱塞泵的发展来说意义重大。仿生学微造型技术是一种利用对自然界生物结构的深入研究所提出的一种新型减摩降阻技术。其经过数十年的发展,已经成功的应用到诸如发动机缸套与活塞环、电脑硬盘等多个领域。这为将仿生学微造型技术引入到轴向柱塞泵配流副中以改善其摩擦及润滑性能打下了坚实的基础。本文将仿生学微造型技术引入轴向柱塞泵配流副当中,通过理论、制造、试验、仿真这几个方面对仿生学微造型配流副上的摩擦润滑特性展开研究:首先针对轴向柱塞泵配流副上的实际工况进行了分析计算,同时结合相应理论分析了泵内常见磨损形式产生的原因,并从理论角度分析讨论了仿生学微造型结构改善摩擦润滑性能的机理。仿生学微造型加工质量的好坏将直接影响到其对摩擦润滑特性的改善效果。本文从加工制造的角度出发,将激光加工技术作为仿生学微造型结构的加工手...
【文章来源】：太原科技大学山西省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 仿生学微造型应用研究现状
1.2.1 国内研究现状
1.2.2 国外研究现状
1.3 配流副摩擦润滑特性研究现状
1.3.1 国内研究现状
1.3.2 国外研究现状
1.4 研究内容
第二章 配流副工况及磨损机理分析
2.1 配流副工况分析
2.1.1 配流副基本结构
2.1.2 配流副工况计算
2.2 配流副磨损机理分析
2.2.1 配流副主要磨损形式
2.2.2 基于油膜挤压理论的配流副磨损机理分析
2.3 仿生学微造型摩擦润滑机理分析
2.4 本章小结
第三章 仿生学微造型形貌加工质量研究
3.1 仿生学微造型加工方法
3.2 试验目的
3.3 试验设备
3.3.1 激光加工设备
3.3.2 其他辅助设备
3.4 试验方法
3.5 试验结果与讨论
3.5.1 加工次数对微造型形貌加工质量的影响
3.5.2 扫描速度对微造型形貌加工质量的影响
3.5.3 能量功率对微造型形貌加工质量的影响
3.5.4 频率对微造型形貌加工质量的影响
3.6 本章小结
第四章 仿生学微造型配流副摩擦润滑特性试验研究
4.1 试验目的
4.2 试验设备
4.2.1 摩擦润滑特性试验仪
4.2.2 SEM扫描式电子显微镜
4.3 试验试件制备
4.3.1 试验材料选取
4.3.2 试验试件结构设计
4.3.3 仿生学微造型结构设计
4.3.4 仿生学微造型结构加工
4.4 试验方法
4.5 试验结果与讨论
4.5.1 各因素耦合条件下对摩擦及润滑特性的影响
4.5.2 仿生学微造型结构的直径对摩擦润滑特性的影响
4.5.3 仿生学微造型结构的深度对摩擦润滑特性的影响
4.5.4 仿生微造型结构的密度对摩擦润滑特性的影响
4.5.5 试验转速对摩擦润滑特性的影响
4.5.6 试验载荷对摩擦润滑特性的影响
4.6 试样表面磨损形貌分析
4.7 本章小结
第五章 仿生学微造型配流副CFD仿真分析
5.1 CFD技术概要
5.2 计算流体力学基本方程
5.3 仿生学微造型配流副分析模型建立
5.3.1 仿生学微造型配流副模型设计
5.3.2 仿生学微造型配流副计算域模型建立
5.4 CFD分析前处理
5.4.1 网格划分
5.4.2 初始及边界条件设定
5.5 结果分析与讨论
5.5.1 仿生学微造型加工位置对整体压力场的影响
5.5.2 仿生学微造型加工位置对局部压力场的影响
5.5.3 不同位置仿生学微造型压力变化规律
5.5.4 不同位置仿生学微造型速度变化规律
5.5.5 仿生学微造型加工位置对油膜承载力的影响
5.5.6 仿生学微造型加工位置对粘性力矩的的影响
5.6 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]配流盘对轴向柱塞泵声振特性的影响[J]. 张军辉,周万仁,赵喻明,夏士奇. 液压与气动. 2017(04)
[2]表面织构化在工业摩擦学领域的研究现状与展望[J]. 于如飞,陈渭. 机械工程学报. 2017(03)
[3]斜盘式轴向柱塞泵加速模型[J]. 赵存然,刘伟,姜继海,邵辉,田勇. 吉林大学学报(工学版). 2016(04)
[4]壁虎仿生自清洁表面在摩擦学及微颗粒操控领域取得进展[J]. 徐泉,WAN Y,HU T S. 中国表面工程. 2016(02)
[5]3种微织构对径向滑动轴承性能的影响[J]. 尹明虎,陈国定,高当成,王琳. 哈尔滨工业大学学报. 2016(01)
[6]35MPa高压轴向柱塞泵配流副油膜性能数值分析[J]. 王章俊,吴怀超,罗虎. 液压气动与密封. 2016(01)
[7]微织构对径向滑动轴承承载能力的影响机理[J]. 尹明虎,陈国定,高当成,王琳. 华中科技大学学报(自然科学版). 2015(12)
[8]激光加工的仿生凹坑对M2高速钢高温摩擦磨损的影响[J]. 张海峰,贺春山. 长春工业大学学报. 2015(05)
[9]微织构特征对径向滑动轴承动特性的影响[J]. 尹明虎,陈国定,高当成,苏华,王琳. 西北工业大学学报. 2015(04)
[10]轴向柱塞泵摩擦副材料的摩擦磨损实验研究[J]. 姜继海,高丽新. 机床与液压. 2015(11)
博士论文
[1]多尺度表面织构陶瓷刀具的制备及其切削性能研究[D]. 邢佑强.山东大学 2016
[2]软涂层微纳织构自润滑刀具的制备及其切削性能研究[D]. 连云崧.山东大学 2014
[3]内燃机关键摩擦副表面微织构润滑与摩擦机理及应用研究[D]. 尹必峰.江苏大学 2011
[4]高性能激光加工控制关键技术研究[D]. 王世勇.华南理工大学 2010
[5]轴向柱塞泵平面配流副润滑特性及其参数优化[D]. 王彬.浙江大学 2009
硕士论文
[1]滑动轴承摩擦副微织构表面自润滑技术及性能研究[D]. 孙建国.江苏大学 2016
[2]激光织构化轴承的润滑特性研究[D]. 李宝玉.广东工业大学 2015
[3]光纤激光器打标的实验研究[D]. 王璐.长春理工大学 2008
[4]几种陶瓷涂层与浸渍石墨摩擦副的磨损性能及机理研究[D]. 伍俏平.湖南大学 2007
[5]轴向柱塞泵虚拟样机仿真技术研究[D]. 杨智炜.浙江大学 2006
本文编号：3640385
【文章来源】：太原科技大学山西省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 仿生学微造型应用研究现状
1.2.1 国内研究现状
1.2.2 国外研究现状
1.3 配流副摩擦润滑特性研究现状
1.3.1 国内研究现状
1.3.2 国外研究现状
1.4 研究内容
第二章 配流副工况及磨损机理分析
2.1 配流副工况分析
2.1.1 配流副基本结构
2.1.2 配流副工况计算
2.2 配流副磨损机理分析
2.2.1 配流副主要磨损形式
2.2.2 基于油膜挤压理论的配流副磨损机理分析
2.3 仿生学微造型摩擦润滑机理分析
2.4 本章小结
第三章 仿生学微造型形貌加工质量研究
3.1 仿生学微造型加工方法
3.2 试验目的
3.3 试验设备
3.3.1 激光加工设备
3.3.2 其他辅助设备
3.4 试验方法
3.5 试验结果与讨论
3.5.1 加工次数对微造型形貌加工质量的影响
3.5.2 扫描速度对微造型形貌加工质量的影响
3.5.3 能量功率对微造型形貌加工质量的影响
3.5.4 频率对微造型形貌加工质量的影响
3.6 本章小结
第四章 仿生学微造型配流副摩擦润滑特性试验研究
4.1 试验目的
4.2 试验设备
4.2.1 摩擦润滑特性试验仪
4.2.2 SEM扫描式电子显微镜
4.3 试验试件制备
4.3.1 试验材料选取
4.3.2 试验试件结构设计
4.3.3 仿生学微造型结构设计
4.3.4 仿生学微造型结构加工
4.4 试验方法
4.5 试验结果与讨论
4.5.1 各因素耦合条件下对摩擦及润滑特性的影响
4.5.2 仿生学微造型结构的直径对摩擦润滑特性的影响
4.5.3 仿生学微造型结构的深度对摩擦润滑特性的影响
4.5.4 仿生微造型结构的密度对摩擦润滑特性的影响
4.5.5 试验转速对摩擦润滑特性的影响
4.5.6 试验载荷对摩擦润滑特性的影响
4.6 试样表面磨损形貌分析
4.7 本章小结
第五章 仿生学微造型配流副CFD仿真分析
5.1 CFD技术概要
5.2 计算流体力学基本方程
5.3 仿生学微造型配流副分析模型建立
5.3.1 仿生学微造型配流副模型设计
5.3.2 仿生学微造型配流副计算域模型建立
5.4 CFD分析前处理
5.4.1 网格划分
5.4.2 初始及边界条件设定
5.5 结果分析与讨论
5.5.1 仿生学微造型加工位置对整体压力场的影响
5.5.2 仿生学微造型加工位置对局部压力场的影响
5.5.3 不同位置仿生学微造型压力变化规律
5.5.4 不同位置仿生学微造型速度变化规律
5.5.5 仿生学微造型加工位置对油膜承载力的影响
5.5.6 仿生学微造型加工位置对粘性力矩的的影响
5.6 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]配流盘对轴向柱塞泵声振特性的影响[J]. 张军辉,周万仁,赵喻明,夏士奇. 液压与气动. 2017(04)
[2]表面织构化在工业摩擦学领域的研究现状与展望[J]. 于如飞,陈渭. 机械工程学报. 2017(03)
[3]斜盘式轴向柱塞泵加速模型[J]. 赵存然,刘伟,姜继海,邵辉,田勇. 吉林大学学报(工学版). 2016(04)
[4]壁虎仿生自清洁表面在摩擦学及微颗粒操控领域取得进展[J]. 徐泉,WAN Y,HU T S. 中国表面工程. 2016(02)
[5]3种微织构对径向滑动轴承性能的影响[J]. 尹明虎,陈国定,高当成,王琳. 哈尔滨工业大学学报. 2016(01)
[6]35MPa高压轴向柱塞泵配流副油膜性能数值分析[J]. 王章俊,吴怀超,罗虎. 液压气动与密封. 2016(01)
[7]微织构对径向滑动轴承承载能力的影响机理[J]. 尹明虎,陈国定,高当成,王琳. 华中科技大学学报(自然科学版). 2015(12)
[8]激光加工的仿生凹坑对M2高速钢高温摩擦磨损的影响[J]. 张海峰,贺春山. 长春工业大学学报. 2015(05)
[9]微织构特征对径向滑动轴承动特性的影响[J]. 尹明虎,陈国定,高当成,苏华,王琳. 西北工业大学学报. 2015(04)
[10]轴向柱塞泵摩擦副材料的摩擦磨损实验研究[J]. 姜继海,高丽新. 机床与液压. 2015(11)
博士论文
[1]多尺度表面织构陶瓷刀具的制备及其切削性能研究[D]. 邢佑强.山东大学 2016
[2]软涂层微纳织构自润滑刀具的制备及其切削性能研究[D]. 连云崧.山东大学 2014
[3]内燃机关键摩擦副表面微织构润滑与摩擦机理及应用研究[D]. 尹必峰.江苏大学 2011
[4]高性能激光加工控制关键技术研究[D]. 王世勇.华南理工大学 2010
[5]轴向柱塞泵平面配流副润滑特性及其参数优化[D]. 王彬.浙江大学 2009
硕士论文
[1]滑动轴承摩擦副微织构表面自润滑技术及性能研究[D]. 孙建国.江苏大学 2016
[2]激光织构化轴承的润滑特性研究[D]. 李宝玉.广东工业大学 2015
[3]光纤激光器打标的实验研究[D]. 王璐.长春理工大学 2008
[4]几种陶瓷涂层与浸渍石墨摩擦副的磨损性能及机理研究[D]. 伍俏平.湖南大学 2007
[5]轴向柱塞泵虚拟样机仿真技术研究[D]. 杨智炜.浙江大学 2006
本文编号：3640385
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/3640385.html
