仿生非光滑形态对摩擦磨损的影响机理研究

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1、１０Ｗ９学校代号：分类号：ＴＧ日公开密级：織作乂寒呼ＴａｉｙｕａｎＵ打ｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ么Ｔｅ地ｎｏｌｏｇｙ硕ｉ学位论文ＴＨＥＳＩＳＯＦＭＡＳＴＥ民ＤＥＧＲＥＥＣ学术型）仿生非光滑形态对摩擦磨损？盗文题目＝的影响机理研究研鄉鉛张占辉指导教师；韦义强教授学科专业：机械制造及其自动化学习年限９月一２０巧年７月：２０１２年？＇？－．＇．！＿－＾１＇■芯＂一．二■＂■＂？＂Ｖ、ｉ－Ｉ

2、川Ｔ论文独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研巧工作及取得的研究成果。尽我所知，験了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经一发表或撰写的研究成果。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本声明产生的法律责任由本人承担。论文作者签名；日期放、峰；乂分类号：TG5学校代码：10109密级：公开太原科技大学硕士学位论文（学术型）学位论文题目：仿生非光滑形态对摩擦磨损的影响机理研究研究生姓名：张占辉导师姓名及职称：王义强教授培养单位：机械工程学院专业

3、名称：机械制造及其自动化论文提交日期：2015年4月1日论文答辩日期：2015年5月19日答辩委员会主席：徐格宁教授I中文摘要前人的研究认为激光仿生耦合非光滑表面具有较好的耐磨性，但这种非光滑表面的耐磨机理却尚未被真正的透彻的解释，因此为了探究生物体表形态对摩擦磨损的影响机理，本文利用激光在灰铸铁表面加工出了具有各种形态特征的非光滑表面，为了精确衡量仿生形态对摩擦磨损的影响，分别根据等面积比不同形态和同形态不等面积比的原则进行试样的处理。之后试样副和材料为20Crmnti的对磨副进行了时长50分钟的对磨试验。研究发现：非光滑试样副对对磨副的损伤机理为微观切削。

4、非光滑试样的形态不同，则摩擦磨损试验后的质量变化量不同，对不同形态的等面积比的试样副而言，放射型线状、网状、点状及环状试样副的质量增加量依次减小，其中仅环状试样副在磨损后试样质量减少。而对于和这些不同形态的试样副对磨的对磨副而言，其磨损试验后质量均大幅的减少，远远超过与未经处理的试样副对磨的对磨副的质量损失，与网状对磨的对磨副的质量损失仅为质量损失最大的对磨副的50%。而对同为放射型线状但面积比不等的试样副而言，其磨损后试样副的质量同样均为增加，且其增加量介于网状试样副与点状试样副之间。此外综合对比各形态对摩擦磨损的影响规律，可以发现，不同的仿生形态对试样副和

5、对磨副影响的相对程度即稳定性随形态的不同而变化规律不同。关键词：仿生形态；摩擦磨损；耐磨性；激光IIIABSTRACTOnthebasisofpreviousresearch,biomimeticcouplingunitbodyprocessedbylasermeltingcanobviouslyincreasethewear-resistingperformanceofthematerials,Butthemechanismhowdoesitworkshasnotbeenrevealed.Therefore,inordertoexplorethereason

6、sthatwhyitstrengthensthewear-resistingperformance,seriesbiomimeticnon-smoothedsurfacespecimenswithdifferentshapesanddifferentarearatioswerepreparedbylaserprocessing.TestswereconductedonMMU-5Gwearandabrasiontestmachinefor50minutes.Theresearchfindsthatthewearmechanismismicrocutting,an

7、dthedifferencesbetweentheshapesandthearearatiosleadstodifferentmasschanges.Theextentoftheincreaseofsamplemassafterwearingdeclineswhenthesampleshapeschangesfromthestriationtothegrid,convexandcyclicsamples.Amongtheshapes,thecyclicsampleistheonlyshapecausingmassloss.Asforthecounterpair

8、smatchingwiththenon