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1. 研究目的与意义

表面织构技术是指在摩擦表面加工出具有一定几何形貌、尺寸和分布规律的图案，从而起到改善摩擦副表面接触方式和润滑状态的作用，其已经广泛应用于摩擦学、模具设计与制造、生物医学、仿生机械与仿生制造、空气和流体动力学等领域。

目前对于表面织构的理论研究大多采用不满足质量守恒的Reynolds空化边界条件，导致数值仿真结果与试验结果的不一致。因此，需要采用满足质量守恒的JFO空化边界条件，研究表面织构在不同的工况条件和润滑方式下的工作机理，确定最优的表面织构设计方案，这对提高摩擦表面的摩擦学特性有着较大理论和工程应用价值，对提高能源利用率、延长机器的使用寿命、环境保护等均有着重要的意义。

2. 国内外研究现状分析

近年来，为了探求表面织构的润滑减摩机理，国内外学者针在不同的工况和润滑条件下进行了大量的试验研究，取得了很大的进展。但是，试验研究不仅具有材料消耗多和试验周期长等缺点，而且试验结果往往受到试验条件和试验者操作水准等因素的影响，并不具有普遍的适用性。为此，wang和zhu提出了虚拟织构化的设计思想，虚拟织构技术的大部分研究工作是通过数值分析的方法实现，仅用有限的试验来验证数值分析的准确性，这样就不仅可以节省大量的人力物力，而且可以让研究工作更具有针对性和目的性。

一般地，对于流体润滑状态下表面织构润滑的数值分析模型都是基于reynolds方程建立的。在实际的工况中，摩擦副润滑表面尺寸的数量级一般是毫米甚至是纳米，而表面织构尺寸的数量级一般是微米甚至是纳米，因此实际的织构化摩擦表面一般由成千上万个微织构组成。利用数值分析方法分析表面织构对摩擦表面的流体润滑的影响时，一般将求解域划分为差分网格，用有限个网格节点代替连续的求解域。为了更精确地计算织构化摩擦表面的油膜压力分布，更好的描述表面织构的形貌和几何参数对润滑性能的影响，计算区域的网格密度要足够大，导致需要巨大的内存和超长的计算时间。因此，在利用数值分析的方法分析表面织构对流体润滑

的影响规律，首先要根据摩擦副的实际工况建立物理模型，在做出合理的假设条件下得到简化的数学模型，并给出适当的边界条件和润滑油膜的膜厚方程，然后联立润滑油膜压力控制方程并利用适当的方法求解。

关于表面织构对流体动压润滑影响的数值分析，早期一般以一个微织构单元为研究对象建立数学分析模型，完全忽略了微织构之间的相互影响或者是只考虑了单一方向上微织构之间的相互影响，或者是将二维的微织构形貌简化成一维以便于利用解析法求解。因此，这些数学模型的压力边界条件均不能较真实的反应微织构之间的相互影响，计算结果也不能较好的反映表面织构的形貌、几何参数和分布规律对流体动压润滑的影响。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：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微孔参数和空化边界条件下减摩特性的分析，进而寻找特定工况条件下的最优微孔参数。

时间安排：

1~2周(2.25~3.10)：查阅资料，完成开题报告；

4. 研究创新点

采用满足质量守恒的空化边界条件进行理论建模求解