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1. 研究目的与意义

寻找针对具体工况和润滑条件的最优参数是表面织构领域的热点问题，目前的研究大多是从试验的角度针对某一个或几个特定工况条件下开展的。当工况参数改变，其对应的最优织构参数也会随之发生改变，这也是不同学者的研究获得不同最优织构参数的原因，因此有必要开展织构参数之间的相互影响以及工况参数对最优织构参数影响规律的研究，进而建立具有普适性的表面织构最优参数设计模型。鉴于表面的润滑状态对织构的摩擦学性能表现具有显著的影响，相同参数的织构表面在不同的润滑状态下可能表现出完全不同的摩擦学性能。因此，为了系统全面地研究表面织构的减摩规律，进而提出减摩控制与优化设计方法，以寻求具体工况下的最优织构参数。这项研究对丰富表面织构的摩擦学理论，指导摩擦副表面织构的设计与应用，提高机械系统的可靠性、稳定性和长效性具有重要的理论和应用意义。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

国内研究：表面织构技术已得到国内外科学技术工作者的广泛关注，很多研究从表面织构化的应用领域和研究背景着手，评述了织构化在改善表面宏观、微观和仿生摩擦学等方面的研究进展和发展现状，阐明了表面织构化对于改善表面宏/微观摩擦学行为的重大意义，并指出当前表面织构化存在的问题和下一步的发展方向。近年来,随着加工技术的发展，表面织构在计算机硬盘、轴承和密封、发动机系统中得到了成功的应用，对织构的工作机理也不断有了新的发现。通过人工织构改善表面摩擦学特性的设计思想源于20世纪60年代，汉密尔顿等提出了利用表面的凸起来产生附加动压润滑效果的想法，即凸起的一边与摩擦副的另一面之间形成收敛楔而产生流体动压力，而凸起另一边的发散楔产生的负压由于空化现象的产生而得到了限制，最终在相对滑动表面产生了额外的承载能力。近年来,随着加工技术的发展，表面织构在计算机硬盘、轴承和密封、发动机系统中得到了成功的应用，对织构的工作机理也不断有了新的发现。20世纪90年开始，我国学者陆续发表了利用超声和激光等实现表面织构加工以改善摩擦副表面特性的文章，显示出我国在人工表面织构设计和加工方面已取得骄人的业绩。．近年来对机械行业摩擦表面的激光织构化也已取得了突破，如将其用于汽车内燃机中的汽缸／活塞、滑动轴承套、发动机导轨、密封环以及频繁启动／停车的部件等，可以避免由于干摩擦引起的突然温度升高。织构在宏观摩擦学方面，最大的问题就是摩擦不稳定性，比如随着磨损程度增加，织构形貌，参数和接触状态均发生非线性变化，导致润滑和摩擦变化，这方面的研究有待于加强。

国外研究：Schreck等在100Cr6上加工织构后进行摩擦学试验，发现当织构的面积比为55%时其减摩性能越好；Costa等对织构的钢平面试件与无织构的钢圆柱试件在流体润滑状态下的摩擦学性能进行了研究，发现当圆凹坑的面积比在11%时能够获得最大的油膜厚度；Koszela等在铜试件表面加工微凹坑织构，发现在凹坑深度为100μm，面积比为26%时，摩擦副具有良好的抗擦伤性能。而为了从理论上为表面织构的优化设计提供支撑，有必要开展织构参数之间的相互影响以及工况参数对最优织构参数影响规律的研究，进而建立具有普适性的表面织构最优参数设计模型。近年来对机械行业摩擦表面的织构化已取得了突破。在汽车内燃机中的缸套-活塞环方面，Golloch、Ryk、Etsion等通过在缸套-活塞环上加工表面织构后进行摩擦磨损试验发现，摩擦系数和耗油量与无织构表面相比大大减小，试验结果也与Ronen等提出的理论模型计算结果一致。20世纪90年代后期，德国格林公司率先将激光珩磨技术应用到气缸孔表面处理。20世纪90年代后期，基于Chirped-pulse放大技术发展起来的飞秒超快脉冲激光能实现微米甚至亚微米的微观造型加工。但由于系统体积庞大，操控复杂，价格昂贵，平均输出功率较低，其稳定性和可靠性仍有待提高，目前一般作为实验室科学研究的工具。

3. 研究的基本内容与计划

本次毕业设计的内容是不同工况参数对织构表面摩擦学性能影响的研究，主要涉及到在一定的织构深度、直径和密度条件下（织构密度:5%,织构形状：矩形，织构直径:200μm，织构深度:10μm),分别采用不同的载荷、速度和润滑油黏度时，摩擦副表面的减摩性能研究（单织构承受载荷:0.1n-2n,速度：0.01m/s-1m/s,润滑油黏度:0.01pa.s-0.1pa.s)。要求学生查阅国内外文献，全面熟悉和了解表面织构的概念、主要参数以及研究方法，并基于求解雷诺方程的方法进行不同工况参数条件下织构表面减摩特性的仿真分析，进而寻找工况参数对织构参数的影响规律。同时要求引用文献不低于12篇，其中英文文献不低于2篇，并独立翻译2000-3000英文字符的文献，并掌握一门编程语言。

一、查阅资料，完成开题报告

二、完成翻译，并大致了解表面织构的概念、加工方式、数值模拟方法

4. 研究创新点

研究工况参数对织构参数影响的规律