颗粒间摩擦对颗粒流润滑影响的力学机制

孟凡净，刘华博，花少震

(河南工学院机械工程学院，新乡 453003)

颗粒流润滑是最新被研究者关注的工程润滑问题[1-4]。在极端的制造环境下，例如热锻、热压铸、航空航天等，传统的润滑剂可能无法有效地润滑零件，甚至由于高温、高压和高真空而失去润滑性能。然而，颗粒流润滑非常适合这种极端工况环境下的工程润滑问题，原因是由于固体颗粒具有较强的耗散性和对高温不敏感的特点[5-10]，因此该润滑方式环境适应性较强，可以不受润滑工作过程中高温、高压和高真空环境的影响[11-15]。作者的前期研究结果表明：把坚硬、干燥和无黏性的微米级颗粒导入摩擦副间隙用作润滑剂，可以减小摩擦副的摩擦和磨损，从而起到保护摩擦副表面的目的[1,2,15]。

与传统的流体动力学润滑理论相比较，把固体颗粒填充到摩擦副间隙中，在动摩擦副驱动下形成颗粒流润滑时，在应力-应变关系、速度适应机制、摩擦学与承载特性和微观力学机制等方面两者既有一定的相似之处又有本质上的不同[16]。在微观尺度上需要研究颗粒间滑动和接触的力学行为，在宏观尺度上需要研究速度与波动的力学特性以及摩擦学力学机制等。目前，颗粒流润滑力学理论研究还处于起步阶段，虽然国内外学者通过开展相关研究，取得了一些有益的结果[17-19]，但仍有许多问题亟待解决，其中颗粒间摩擦对颗粒流润滑影响的力学机制就是其中的关键科学问题之一。针对该问题开展系统研究，可以掌握颗粒间摩擦对颗粒流润滑状态下的摩擦力学机制和宏微观特性的影响规律，而该规律和特性可以为颗粒流润滑滑动轴承的设计和参数选择提供理论指导。……