T形沟槽表面织构对金属-橡胶密封副摩擦性能的影响

为研究T形沟槽形非光滑表面的形貌参数对摩擦性能的影响，验证自组装凹坑形非光滑表面的耐磨性能，基于稳态二维不可压缩Reynolds方程，建立T形沟槽表面织构化理论模型；利用有限差分法和高斯-赛德尔迭代法求解金属表面的油膜压力分布和剪切应力，进而获得油膜承载力和摩擦因数；对T形槽织构的宽度系数比α、深度系数比β对金属-橡胶摩擦副油膜承载能力和摩擦因数的影响规律进行数值分析。结果表明：T形沟槽织构的存在使得油膜内部的压力增大，并且随T形沟槽宽度系数比增加，织构动润滑性能先增大后减小再增加，宽度系数比在40%时达到最佳，且宽度系数比越大，织构的动压效应越差，宽度系数比无限接近1时，沟槽突变为矩形沟槽，使动压效应增加；随着T形沟槽深度系数比增加，织构动润滑性能先增加后减小，宽度系数比在40%～60%内最佳；在流体动压润滑范围内，适当控制T形沟槽的宽度比和深度比，使沟槽底部尽可能平整，保证织构上下两部分良好的协同作用和动压区域，便能获得润滑减摩性能最好的T形沟槽表面织构。