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表面织构技术的日益发展,使得在减摩,增摩,减振,抗黏附等技术方面越来越成熟。通过在物体表面按照一定的规则与形状加工出一系列的微结构,能够在一定程度上改变物体的摩擦磨损特性。但是目前对于表面织构的研究多是以刚体材料为研究对象,而对于柔性材料,比如PDMS这类高分子材料的摩擦副表面微结构的摩擦与润滑特性研究却相对缺乏。柔性材料越来越被广泛用于机械工业领域,因此探究柔性材料表面织构对于流体润滑的影响规律以及对于摩擦特性的改善情况,进而优化柔性材料表面织构,获得优良的摩擦润滑特性,应该成为表面织构理论研究的一个重要方向。本文以柔性材料PDMS为实验对象,建立起不同表面织构形貌的数学模型,与Reynolds方程相结合,利用MATLAB软件,采取五点差分法实现数值模拟,研究了不同形貌的表面织构在摩擦副移动速度和润滑条件改变下的摩擦与润滑特性。通过Reynolds方程与材料弹性变形表达式相结合,分析了附有织构化表面PDMS材料在摩擦副移动速度和润滑条件改变下,材料的弹性变形引起的摩擦与润滑特性改变的规律。在实验部分,利用MMW-1万能摩擦磨损试验机,实验了附有不同形貌表面织构的PDMS材料试件在不同的转动速度以及不同的配副下的摩擦特性。研究结果表明:(1)通过不同形貌表面织构摩擦副与表面无织构摩擦副对比发现,表面无织构摩擦副的摩擦系数要明显高于分布有不同形貌表面织构的摩擦副。说明在物体表面添加一定形貌的表面织构,能够在一定程度上减小摩擦,改善摩擦润滑特性,而其中圆柱形织构相比于其它表面织构能更好地减小摩擦,改善摩擦润滑特性。(2)通过改变摩擦副的移动速度以及润滑油粘度发现,摩擦副移动速度的增大或者润滑油粘度的增大,摩擦副表面的摩擦系数也会相应增加,摩擦系数随着速度和粘度的变化呈线性增长。(3)通过理论计算发现,对于PDMS材料,在速度与粘度的变化条件下,通过对比PDMS材料表面有织构区域和无织构区域,发现无织构区域的表面弹性变化量要明显高于有织构区域。说明PDMS材料表面的弹性变形会直接导致摩擦副摩擦系数的增加,从而影响摩擦润滑特性。(4)通过实验验证,PDMS-PDMS配副和PDMS-结构钢配副随着转动速度的增加,摩擦系数均呈增长趋势。微槽织构和微坑织构相比于无织构都表现出了良好的减摩特性,其中微坑织构的减摩特性相对最优。PDMS-结构钢配副相对于PDMSPDMS配副,其摩擦系数更小,说明PDMS-结构钢配副的减摩特性更优。图[46]表[13]参[51]