2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、在研究摩擦學(xué)的歷程中,自然界的非光滑表面給了我們很多啟示。樹蛙足掌致密的六邊形微凸起結(jié)構(gòu),是其能夠穩(wěn)穩(wěn)地停在潮濕的樹皮和礫石表面而不滑脫的主要原因之一。樹蛙等生物體表可以認(rèn)為是廣義的軟材料,而橡膠等軟材料在當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)中得到日益廣泛的應(yīng)用。從仿生學(xué)的角度出發(fā),在軟材料上加工出類似動物表面具有特殊功能的表面,實現(xiàn)高摩擦、高黏附、控制摩擦的增大或減小,意義非凡。
  本文以聚二甲基硅氧烷(PDMS)作為試件材料,采用光刻—轉(zhuǎn)印工藝在盤

2、狀PDMS表面加工出不同參數(shù)的六邊形微凸起織構(gòu),以銷盤式摩擦磨損試驗機(jī)研究了PDMS/PDMS、鋼球/PDMS摩擦副在不同潤滑狀態(tài)下時,PDMS表面六邊形微凸起織構(gòu)的作用效果,并探討了織構(gòu)的潤滑機(jī)理。本文獲得的結(jié)論主要有:
  1.干摩擦條件下,PDMS表面的粘著、彈性形變和粘滯作用發(fā)揮重要作用,摩擦因數(shù)隨著滑動速度的增加而不斷上升,且具有高面積密度、小直徑的織構(gòu)具有更好的減摩作用。
  2.采用甲基硅油為潤滑劑時,摩擦副隨

3、滑動速度增大從混合潤滑狀態(tài)逐漸步入流體動壓潤滑狀態(tài)。在混合潤滑階段六邊形微凸起織構(gòu)表現(xiàn)出增摩效果,且高面積密度的織構(gòu)增摩效果更佳;流體動壓潤滑狀態(tài)時PDMS表面的摩擦因數(shù)與潤滑劑本身的粘度直接相關(guān),織構(gòu)的作用減弱,控制摩擦的作用比較局限。
  3.水潤滑條件下,PDMS/PDMS摩擦副主要處于邊界潤滑狀態(tài)和混合潤滑狀態(tài),六邊形微凸起織構(gòu)在低速時減摩,而在高速時六邊形微凸起周圍的溝槽排水迅速,形成吸附效應(yīng)提升增摩效果,其中高面積密度

4、、大直徑的織構(gòu)增摩效果更為顯著,符合樹蛙足掌結(jié)構(gòu)的特殊性能。鋼球/PDMS摩擦副在水潤滑試驗時,主要處于邊界潤滑和混合潤滑狀態(tài),中速時織構(gòu)的增摩作用顯著,而高速時呈現(xiàn)出進(jìn)入流體動壓潤滑狀態(tài)的趨勢。
  本文通過試驗研究了PDMS/PDMS和鋼球/PDMS摩擦副中六邊形微凸起織構(gòu)在PDMS表面的作用,探討了不同潤滑狀態(tài)下該織構(gòu)作用機(jī)理,同時證實了樹蛙足掌的六邊形結(jié)構(gòu)是其特殊摩擦學(xué)性能的原因,為控制、利用軟材料表面以及軟材料的應(yīng)用提供

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