微凹坑形状对试件表面摩擦特性的影响

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2011.01.020

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2011, Vol. 39 ›› Issue (1): 106-110,123.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2011.01.020

微凹坑形状对试件表面摩擦特性的影响

于海武王晓雷孙造袁思欢

南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016

收稿日期:2010-06-10 修回日期:2010-08-02 出版日期:2011-01-25 发布日期:2010-12-01
通信作者: 王晓雷(1963一)，男，教授，博士生导师，主要从事微纳米摩擦学研究 E-mail:xl—wang@nuaa．edu．cn
作者简介:于海武(1982一)，男，博士生，主要从事微纳米摩擦学研究
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(50675101)；江苏省普通高校研究生科研创新计划项目(CX10B_O93Z一05)

Effect of Micro-Dimple Shapes on Tribological Properties of Specimen Surfaces

Yu Hai-wu Yuan Si-huan Sun Zao Wang Xiao-lei

Nanjing university of aeronautics institute of electrical and mechanical, nanjing, jiangsu 210016

Received:2010-06-10 Revised:2010-08-02 Online:2011-01-25 Published:2010-12-01
Contact: 王晓雷(1963一)，男，教授，博士生导师，主要从事微纳米摩擦学研究 E-mail:xl—wang@nuaa．edu．cn
About author:于海武(1982一)，男，博士生，主要从事微纳米摩擦学研究
Supported by:
国家自然科学基金资助项目(50675101)；江苏省普通高校研究生科研创新计划项目(CX10B_O93Z一05)

摘要/Abstract

摘要： 为研究微凹坑形状对表面摩擦学性能的影响，本研究在试件表面分别加工了圆形、正方形和椭圆形的微凹坑阵列，利用往复式摩擦实验方法进行研究。研究结果表明：在固定微凹坑面积及深度的条件下，每种形状的微凹坑表面织构都存在一个最优的面积率使得摩擦面具有最低的摩擦系数；通过对各形状微凹坑最优面积率下的减摩效果进行比较，椭圆形微凹坑表现出了最好的减摩效果，在试验载荷200 N、转速400 r/min时，与无织构表面相比可降低摩擦26.3%。但是，随着试验载荷的增大，这种减摩效果明显减弱，显示出在高载荷条件下利用表面织构降低摩擦的难度要高于低载荷条件。

关键词: 表面织构, 面接触, 微凹坑形状, 摩擦系数

Abstract:

In order to study the effects of dimple shape on the tribological behavior of sliding surfaces, the geometric shapes of circular, square and elliptic was selected in this study and investigated by reciprocating frictional experiments. The results indicate that each geometric shape possess a optimum area ratio which can obtain minimum friction coefficient under the condition of fixed dimple area and dimple depth; of all optimum area ratio of each geometric shape, elliptic shows the best result of friction reduction. Compared with the untextured surface, the friction coefficient of elliptic dimple decreased by 26.3% when the test load is 200 N and the rotational speed is 400 r/min. With the load increased, however, the friction reduction weakened significantly, this shows that it is difficult to reduce friction using surface texture under the high test load.

Key words: surface texture, face-contact, micro-dimple shape, friction coefficient

于海武王晓雷孙造袁思欢. 微凹坑形状对试件表面摩擦特性的影响[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2011, 39(1): 106-110,123.

Yu Hai-wu Yuan Si-huan Sun Zao Wang Xiao-lei. Effect of Micro-Dimple Shapes on Tribological Properties of Specimen Surfaces[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2011, 39(1): 106-110,123.

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微凹坑形状对试件表面摩擦特性的影响

Effect of Micro-Dimple Shapes on Tribological Properties of Specimen Surfaces

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