烷烃润滑油体相性质的分子模拟研究

《烷烃润滑油体相性质的分子模拟研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中图分类号：TG626单位代码：10425学号：S11090969烷烃润滑油体相性质的分子模拟研究BulkPhasePropertiesofAlkaneLubricatingOilInvestigatedbytheMolecularSimulation学科专业：材料科学与工程研究方向：材料电化学与能源材料作者姓名：王文杰指导教师：胡松青教授二〇一四年四月BulkPhasePropertiesofAlkaneLubricatingOilInvestigatedbytheMolecularSimulationAThesisSubmittedfortheDegreeof

2、MasterCandidate：WangWenjieSupervisor：Prof.HuSongqingCollegeofScienceChinaUniversityofPetroleum(EastChina)关于学位论文的独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得中国石油大学（华东）或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中作

3、出了明确的说明。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文使用授权书本人完全同意中国石油大学（华东）有权使用本学位论文（包括但不限于其印刷版和电子版），使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部门（机构）送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、缩印或其他复制手段保存学位论文。保密学位论文在解密后的使用授权同上。学位论文作者签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日摘要使用润滑油是减小和控制摩擦的有效手段，润滑油的粘

4、度是决定其润滑性能的重要因素。然而，在实际工况条件下，润滑油的粘度会随周围温度及剪切速率的变化而发生变化，因此认识润滑油粘度的变化规律及其变化机理具有重要的意义。本文以十六烷流体为研究对象，采用分子动力学模拟的方法，研究了流体在剪切流场作用下的剪切变稀行为以及流体粘度随温度变化的粘温特性，并揭示了其微观变化机理。由于本文首次采用了全原子势能模型，因此首先对势能模型的合理性进行了验证。结果表明，COMPASS势能模型能够较好地模拟十六烷流体的流变行为，且得到的零剪切速率粘度较以往采用的联合原子（UnitedAtoms,UA）势能模型得到的结果更加精确。因此，本文继续

5、采用COMPASS势能模型来研究润滑油的体系性质。剪切变稀行为的研究结果表明，在低剪切速率时，十六烷流体的粘度不随剪切速率的变化而变化，呈现牛顿流体状态；当剪切速率超过临界剪切速率时，流体的粘度随剪切速率的增大而减小，呈现出剪切变稀现象。流体出现剪切变稀是因为分子沿着流场方向发生了定向排布，导致流体的流动阻力减小，因而粘度下降。此外，分子存在缠结结构，在高剪切速率下，分子发生解缠结，流体内部的网状结构被破坏，导致流体粘度下降。粘温特性的研究结果表明，十六烷流体的粘度随温度的变化规律遵循阿累尼乌斯方程，粘度随温度的升高而降低。十六烷流体的粘温特性与分子的运动能力、流

6、体的空隙结构以及分子的柔韧性有关。温度升高时，分子的动能增加，分子能够更容易地克服能垒障碍而实现流动；此外，温度升高使流体的自由体积分数增加，表明流体的空隙结构越来越发达，导致分子的迁移流动更加容易；最后，温度升高使分子的柔韧性增强，分子可以更容易地根据流体空隙结构的大小和形状来调整自身的构象，以适应其变化，从而实现流动。关键词：润滑油，剪切变稀，粘温特性，分子动力学模拟iBulkPhasePropertiesofAlkaneLubricatingOilInvestigatedbytheMolecularSimulationWangWenjie(MaterialS

7、cienceandEngineering)DirectedbyProf.HuSongqingAbstractLubricationistheeffectivemeasuretoreduceandcontrolthefriction,andtheviscosityoflubricationisanimportantfactortodetermineitslubricationperformance.While,undertheactualworkingcondition,theviscosityoflubricationwillbechangedwiththecha

8、ngeof