磁流微循環(huán)潤滑控制理論及其磁膜特性研究.pdf

1、微循環(huán)潤滑是指潤滑液在摩擦副表面的微循環(huán)，以改善界面膜的應(yīng)力分布和潤滑特性。本論文基于磁流體中磁粒子的偶極性可在外磁場作用下定向聚集和運動的功能特性及多孔材料的結(jié)構(gòu)特征，研究了與磁流微循環(huán)潤滑控制相關(guān)的理論問題及其磁性表面潤滑膜特性；研究是在國家自然科學(xué)基金資助下完成。
　　本文研究了永磁微磁組結(jié)構(gòu)原理及磁流體在外磁場作用下的孔、表效應(yīng)，構(gòu)建了磁流微循環(huán)潤滑作用機(jī)理模型，并以此開展了外控梯度磁場結(jié)構(gòu)設(shè)計及其分布形態(tài)研究；揭示了磁流

2、體的黏度μ、磁性顆粒的百分含量?m、磁流體的飽和磁化強(qiáng)度Mg和外磁場磁場強(qiáng)度Hm及其分布(▽Hm)對潤滑特性（承載力W、摩擦力Fs及其摩擦系數(shù)Cf）的影響規(guī)律。
　　建立了多孔磁流體輸出模型和微磁組優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型，并基于模型分析了摩擦系統(tǒng)的孔結(jié)構(gòu)參數(shù)分布對其輸出的影響；優(yōu)化設(shè)計出可增強(qiáng)磁流輸出能力的微磁組結(jié)構(gòu)；試驗研究了飽和磁化強(qiáng)度和液體黏度與微磁組結(jié)構(gòu)參數(shù)的互耦性；揭示了孔效應(yīng)對磁流微循環(huán)潤滑控制及其磁膜特性的影響規(guī)律。

3、>　　為了構(gòu)建摩擦學(xué)可控磁極微系統(tǒng)，從理論和試驗方法上探討了磁極（S-S極、N-N極和N-S極）對摩擦表面相互作用的可控性。結(jié)果表明：在環(huán)形工作表面，磁極的合理分布可提高其磁場強(qiáng)度及其梯度，有利于增強(qiáng)磁流微循環(huán)潤滑控制及改善其潤滑性能。
　　論文在建立的廣義磁流微循環(huán)潤滑模型基礎(chǔ)上，通過仿真分析和摩擦學(xué)試驗，研究了外磁場微磁組體積（數(shù)量）及磁距（采用隔磁銅環(huán)體積或數(shù)量來實現(xiàn)）之間的匹配。研究表明：具有環(huán)狀永磁組的摩擦表面，其磁場強(qiáng)

4、度隨磁組體積的增加而增大，隨磁距的增加而減小。通過優(yōu)化微磁組體積與磁距，可設(shè)計出合理的表面磁場強(qiáng)度及磁場梯度，從而獲得更穩(wěn)定的潤滑狀態(tài)；研究還表明：通過摩擦配對副與磁組匹配性設(shè)計也可獲得具有優(yōu)良潤滑性能的摩擦系統(tǒng)。
　　為了將理論研究成果推廣到工程中，本文以多孔材料和滑動軸承為典型例，探討了其磁流微循環(huán)潤滑條件下的潤滑特性，從以下兩方面論證了磁流微循環(huán)潤滑控制的工程有效性：
　　(1)通過建立具有低彈性模量多孔材料的滑動軸承