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摘要:在某些极端工况中,非流体润滑技术对于提升摩擦副的摩擦磨损性能和工作可靠性具有重要意义。为改善摩擦副的非流体润滑性能,本论文将表面织构技术应用到摩擦副表面,运用激光技术在摩擦副表面加工出一系列规则排布的凹坑阵列,探讨激光表面织构改善干摩擦磨损、提升固体润滑寿命的摩擦学性能。本文通过干摩擦磨损试验的研究方法,探索激光表面织构几何形貌、摩擦副试件基体材料和硬度、试验条件等对表面织构改善干摩擦性能的影响。研究结果表明,摩擦副试件基体材料和硬度对表面织构的干摩擦特性影响显著;当环试件基体材料为45钢(HRC40)、块试件基体材料为12Cr (HRC56)时,激光表面织构确实可以提升摩擦副的抗磨性能;在一定范围内,载荷和速度的变化会影响摩擦副试件的磨损量,但不会使表面织构的抗磨性能丧失。通过固体润滑摩擦磨损试验,探索了激光表面织构几何形貌、摩擦副试件基体材料、固体润滑膜制备工艺、试验条件等对表面织构减磨延寿效果的影响。结果表明,摩擦副试件基体材料对表面织构减磨延寿效果影响显著;同一固体润滑膜不同的制备方式对表面织构与固体润滑耦合减磨延寿效果影响不同;表面织构确实可以延长固体润滑膜的磨损寿命,织构面密度、微坑深度越大,固体润滑膜寿命越长;较小的微坑直径值使得固体润滑膜的寿命更长。建立摩擦副的有限元接触模型,计算无织构摩擦副和织构化摩擦副分别在干摩擦和固体润滑状态下的接触应力分布,从应力的角度解释完善表面织构非流体润滑的作用机制。本论文较全面的分析了激光表面织构对非流体润滑性能的影响和作用机制,为表面织构技术用于提升非流体润滑摩擦副的摩擦学性能提供了理论和试验支持。