9Cr18轴承钢疏油表面的制备与表征
发布时间：2022-08-01 21:30
作为航天器姿态调控的核心部件,动量轮对航天器精度、寿命和可靠性有着至关重要的影响,而轴承的摩擦力矩长期稳定性对控制精度的影响尤为显著。目前长寿命动量轮轴承的润滑主要采用多孔储油器释放微量润滑油并向接触区缓慢输送的方式以达到长期使用的目的,但润滑油在输送过程中的爬移和蒸发等损耗使轴承润滑未达设计寿命即产生失效,导致动量轮出现摩擦力矩增大等故障,而疏油表面的低粘附与润滑油易滚动性能可减少爬移损失,从而保证润滑油的稳定供给。因此,本文开展了基于Cellular Potts Model（CPM）的润湿性能仿真分析模型与优化求解方法、真实与模拟9Cr18钢粗糙表面润湿性仿真与9Cr18钢疏油表面构造与润湿性测试三部分工作,通过表面润湿性机理研究与功能调控,提出了低粘附9Cr18钢疏油表面设计参数与加工方法,为轴承腔室内壁润滑油爬移损失的减少与动量轮寿命的提高提供理论与实验指导。构建了基于CPM的润湿性仿真模型,探讨了仿真参数对系统演化过程及结果的影响,经实验验证了模型准确性与亲疏表面通用性,提出的单值与多值最低能量法提高了柱状微织构润湿状态仿真精度,为润滑油在9Cr18钢粗糙表面的润湿性仿真提供...
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源
1.2 研究的目的和意义
1.3 国内外研究现状分析
1.3.1 表面润湿性理论模型
1.3.2 表面润湿性仿真
1.3.3 金属表面润湿性调控方法
1.4 主要研究内容
第2章 基于CPM的润湿性能仿真分析模型与优化求解方法
2.1 基于CPM的润湿性仿真模型
2.2 润滑油在9Cr18 钢平面的润湿行为模拟与仿真
2.2.1 平面-液滴润湿性模拟仿真模型
2.2.2 MCS与 L对仿真接触角影响与分析
2.2.3 P_p、V_(fm)与 L对仿真接触角影响与分析
2.2.4 润滑油在9Cr18 钢平面润湿性仿真
2.3 基于最小能量原理的柱状微织构表面润湿性仿真优化
2.3.1 柱状微织构-液滴润湿性模拟仿真模型
2.3.2 MCS与 T对润湿性转变曲线影响
2.3.3 单值与多值最低能量法
2.3.4 最低能量法适用性测试
2.4 本章小结
第3章 真实与模拟9Cr18 钢粗糙表面润湿性仿真
3.1 真实粗糙表面润湿性仿真
3.1.1 9Cr18 钢不同化学刻蚀参数表面OLS三维形貌测量
3.1.2 润滑油于真实表面润湿性理论计算
3.1.3 润滑油于真实表面润湿性仿真
3.2 模拟粗糙表面润湿性仿真
3.2.1 模拟表面生成及润湿性理论计算
3.2.2 模拟表面润湿性仿真及滚落角计算
3.3 基于CPM的润湿性仿真软件
3.4 本章小结
第4章 9Cr18 钢疏油表面的构造与润湿性测试
4.1 实验试剂及仪器
4.2 化学修饰9Cr18 钢表面
4.2.1 9Cr18 钢表面羟基化处理
4.2.2 润滑油与9Cr18 钢系统表面能测量与计算
4.3 9Cr18 钢表面化学刻蚀-化学修饰
4.3.1 表面润湿性能测试
4.3.2 9Cr18 钢化学刻蚀表面SEM观察
4.3.3 化学修饰成膜质量分析
4.4 复合加工9Cr18 钢疏油表面
4.4.1 柱状微织构的参数设计与激光加工
4.4.2 激光加工表面羟基化处理
4.4.3 复合加工表面润湿性能测试
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]超声刻蚀法构建分级结构的超疏水表面[J]. 黄建业,王峰会,侯绍行,赵翔. 高等学校化学学报. 2014(09)
[2]医用316L不锈钢表面微结构的飞秒激光制备及血液相容性研究[J]. 吴勃,周明,李保家,王云龙,蔡兰. 功能材料. 2013(22)
[3]润湿性梯度表面上液滴运动的数值模拟[J]. 隋涛,蒋亮,汪家道,陈大融. 润滑与密封. 2011(10)
[4]液滴碰撞固体壁面的铺展特征研究[J]. 隋涛,蒋亮,汪家道,陈大融. 润滑与密封. 2011(07)
[5]微机电系统关键技术及其研究进展[J]. 张冬至,胡国清. 压电与声光. 2010(03)
[6]十六烷基三甲氧基硅烷合成及结构表征[J]. 管雁,陈关喜,吴清洲,莫卫民,冯建跃. 精细化工. 2010(04)
[7]影响空间液体润滑的环境因素[J]. 姚志雄,黄立峰,黄健. 润滑与密封. 2005(03)
博士论文
[1]姿控飞轮摩擦学系统关键技术研究[D]. 黄敦新.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2010
[2]格子Boltzmann方法的应用研究[D]. 李元.中国科学技术大学 2009
硕士论文
[1]预氧化处理对铁基表面硅烷化的影响[D]. 曹云青.浙江大学 2018
[2]微观粗糙表面的数值模拟及其对滚动接触疲劳寿命的影响[D]. 秦奋起.哈尔滨工业大学 2015
[3]不锈钢/硅表面烷基三氯硅烷自组装单分子膜的制备及表征[D]. 朱志文.浙江大学 2014
[4]格子Boltzmann方法基本模型比较及应用[D]. 彭伟.华中科技大学 2004
本文编号：3668209
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源
1.2 研究的目的和意义
1.3 国内外研究现状分析
1.3.1 表面润湿性理论模型
1.3.2 表面润湿性仿真
1.3.3 金属表面润湿性调控方法
1.4 主要研究内容
第2章 基于CPM的润湿性能仿真分析模型与优化求解方法
2.1 基于CPM的润湿性仿真模型
2.2 润滑油在9Cr18 钢平面的润湿行为模拟与仿真
2.2.1 平面-液滴润湿性模拟仿真模型
2.2.2 MCS与 L对仿真接触角影响与分析
2.2.3 P_p、V_(fm)与 L对仿真接触角影响与分析
2.2.4 润滑油在9Cr18 钢平面润湿性仿真
2.3 基于最小能量原理的柱状微织构表面润湿性仿真优化
2.3.1 柱状微织构-液滴润湿性模拟仿真模型
2.3.2 MCS与 T对润湿性转变曲线影响
2.3.3 单值与多值最低能量法
2.3.4 最低能量法适用性测试
2.4 本章小结
第3章 真实与模拟9Cr18 钢粗糙表面润湿性仿真
3.1 真实粗糙表面润湿性仿真
3.1.1 9Cr18 钢不同化学刻蚀参数表面OLS三维形貌测量
3.1.2 润滑油于真实表面润湿性理论计算
3.1.3 润滑油于真实表面润湿性仿真
3.2 模拟粗糙表面润湿性仿真
3.2.1 模拟表面生成及润湿性理论计算
3.2.2 模拟表面润湿性仿真及滚落角计算
3.3 基于CPM的润湿性仿真软件
3.4 本章小结
第4章 9Cr18 钢疏油表面的构造与润湿性测试
4.1 实验试剂及仪器
4.2 化学修饰9Cr18 钢表面
4.2.1 9Cr18 钢表面羟基化处理
4.2.2 润滑油与9Cr18 钢系统表面能测量与计算
4.3 9Cr18 钢表面化学刻蚀-化学修饰
4.3.1 表面润湿性能测试
4.3.2 9Cr18 钢化学刻蚀表面SEM观察
4.3.3 化学修饰成膜质量分析
4.4 复合加工9Cr18 钢疏油表面
4.4.1 柱状微织构的参数设计与激光加工
4.4.2 激光加工表面羟基化处理
4.4.3 复合加工表面润湿性能测试
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]超声刻蚀法构建分级结构的超疏水表面[J]. 黄建业,王峰会,侯绍行,赵翔. 高等学校化学学报. 2014(09)
[2]医用316L不锈钢表面微结构的飞秒激光制备及血液相容性研究[J]. 吴勃,周明,李保家,王云龙,蔡兰. 功能材料. 2013(22)
[3]润湿性梯度表面上液滴运动的数值模拟[J]. 隋涛,蒋亮,汪家道,陈大融. 润滑与密封. 2011(10)
[4]液滴碰撞固体壁面的铺展特征研究[J]. 隋涛,蒋亮,汪家道,陈大融. 润滑与密封. 2011(07)
[5]微机电系统关键技术及其研究进展[J]. 张冬至,胡国清. 压电与声光. 2010(03)
[6]十六烷基三甲氧基硅烷合成及结构表征[J]. 管雁,陈关喜,吴清洲,莫卫民,冯建跃. 精细化工. 2010(04)
[7]影响空间液体润滑的环境因素[J]. 姚志雄,黄立峰,黄健. 润滑与密封. 2005(03)
博士论文
[1]姿控飞轮摩擦学系统关键技术研究[D]. 黄敦新.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2010
[2]格子Boltzmann方法的应用研究[D]. 李元.中国科学技术大学 2009
硕士论文
[1]预氧化处理对铁基表面硅烷化的影响[D]. 曹云青.浙江大学 2018
[2]微观粗糙表面的数值模拟及其对滚动接触疲劳寿命的影响[D]. 秦奋起.哈尔滨工业大学 2015
[3]不锈钢/硅表面烷基三氯硅烷自组装单分子膜的制备及表征[D]. 朱志文.浙江大学 2014
[4]格子Boltzmann方法基本模型比较及应用[D]. 彭伟.华中科技大学 2004
本文编号：3668209
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