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1. 研究目的与意义

目的：完成端面微孔排布对机械密封表面摩擦学和密封性能影响的研究，主要涉及到以孔栏为研究对象时，不同孔栏角度对机械密封减摩和密封性能的影响规律研究，并对表面纹理方向对压力分布、开启力、泄漏量稳态特性以及气膜刚度、阻尼等动态特性参数的影响规律进行数值计算。

意义：以孔栏为研究对象，不同孔栏角度对机械密封摩擦学性能的影响规律仿真分析，对机械密封密封性能的影响规律仿真分析，寻求综合最优，提高机械系统的可靠性、稳定性和长效性，同时对提高能源利用率，减少资源浪费，促进社会的可持续发展具有深远的战略意义。

2. 国内外研究现状分析

Etsion等于1996年提出了激光加工多孔端面机械密封的研究原型，做了大量的理论和实验研究工作，初步探讨了工况参数和微孔结构参数对密封性能的影响规律，并得出最佳开孔面积比为0.2。Etsion等进一步对密封端面平均液膜压力进行了研究，提出了对平均膜压具有重要影响的深径比，并分析了动、静压效应与孔效应之间的联系。Etsion还提出了径向部分开孔的端面机械密封的理论模型，并对静压条件下的密封端面平均膜压进行了研究，得出径向最佳开孔长度比为0.6。Brizmer等在研究止推轴承的过程中，沿着滑动速度的方向部分开孔，结果发现部分开孔时的承载能力比全开孔时的大大增强。于新奇等对激光加工多孔端面机械密封的密封性能及摩擦磨损特性进行了理论研究。彭旭东等对矩形面、椭圆面、球缺面和抛物面等4种不同型面微孔的密封特性参数进行了研究，得出矩形截面微孔LST-MS具有最佳密封性能；随后又对直排和斜排扇形多孔端面LST-MS的性能进行了研究。潘晓梅等对激光加工多孔端面机械密封的空化边界条件以及密封环形变形等进行了研究,建立了激光加工多孔端面机械密封的动压分析理论模型，在halfsommerfeld和JFO等3种不同空化边界条件下应用有限元法求解了端面流体膜压的热量reynolds控制方程，研究了微孔结构参数及操作条件对端面无量纲平均动压的影响规律，并对上述空化算法的计算速度和精度进行了比较。赵中等对多孔扇形分布端面机械密封特性参数进行了研究，得出端面扇形开孔密封的ɑ、β最优值均为0.6；当ɑ=0.6时，扇形布孔密封（β=0.6）与端面部分开孔密封（β=1.0）相比，其泄漏量较后者大，而液膜刚度和开启力也比后者大。液膜刚度和泄漏量随Sp的增大而增大，为同时保证密封的稳定性（高刚度）和密封性（低泄露），可取Sp=0,2~0.3，液膜刚度和泄漏量随∈的增大先增大后减小，而刚漏比则随∈的增大而减小，综合考虑密封的稳定性和密封性，选择∈=0.010~0.015。杜东波等对微孔参数对激光加工多孔端面机械密封性能的影响进行了研究，得出了当深径比≤0.2时，激光开孔端面密封的开启力、液膜刚度和摩擦力矩随深径比增大急剧下降，但当深径比大于0.2时，密封性能受深径比的影响很小。

3. 研究的基本内容与计划

内容：基于润滑理论，建立方向纹理激光加工端面密封性能分析模型，以矩形微孔为研究对象，对微孔的方向性对机械密封的开启力、泄漏量参数的影响规律进行数值分析，并研究微孔方向性参数对动压效应和密封动态特性的影响规律。

计划：1、科研题目

2、进行试验

4. 研究创新点

基于流体润滑理论，建立具有方向性的规则纹理端面密封分析模型。