仿生耦合非光滑表面蠕墨铸铁干滑动磨损性能研究

论文摘要

生物体为了适应环境和满足生存的需要,总是选择与环境具有最大适应性的体表耦合形态、表层结构和成分组成,使生物体具有特殊的性能和功能,这是自然生物体表多种因素一致联合,耦合作用的结果。在本论文中,根据生物耦合这一理论,采用激光加工的方法,把材料的表面形态,单元体与表层连结结构以及具有不同性能的单元体组织通过合理镶嵌和分布等有机地耦合起来,在材料表面形成类似生物体表的非光滑形态,通过这种仿生制造技术,形成耐磨性优良、材料和制造成本低廉的新型仿生耦合材料。本文中研究了非光滑单元体的显微组织和显微硬度。对比了光滑试样与耦合了不同表面因素的非光滑试样的干滑动磨损性能,分析了不同耦合因素对非光滑试样磨损性能的影响。为了确定磨损条件对仿生耦合非光滑试样磨损性能的影响,分别在不同载荷和不同摩擦配副硬度条件下进行了非光滑试样的干滑动磨损实验。最后对仿生试样的磨损过程进行了分析及尝试提出了仿生非光滑单元体表面提高材料耐磨性的机理。为以后研究仿生耦合技术提供理论基础及参考依据。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 论文的研究目的和意义
• 1.2 本文研究目标及内容
• 1.3 文献综述
• 1.3.1 磨损的简介
• 1.3.2 蠕墨铸铁耐磨性研究
• 1.3.3 仿生耦合非光滑表面的研究
• 1.3.4 激光仿生耦合制备技术的研究
• 第二章 实验方法与实验方案
• 2.1 实验材料
• 2.2 仿生耦合因素选择及仿生耦合试样设计制备
• 2.2.1 仿生耦合的因素选择
• 2.2.2 仿生耦合非光滑表面试样的设计制备
• 2.3 其他实验
• 2.3.1 磨损实验
• 2.3.2 摩擦配副制备
• 2.3.3 检测
• 第三章 仿生耦合非光滑单元体的组织和结构
• 3.1 仿生非光滑单元体的结构
• 3.2 仿生非光滑单元体的组织
• 3.3 单元体的显微硬度
• 第四章 仿生耦合非光滑表面蠕墨铸铁试样磨损性能与分析
• 4.1 仿生耦合非光滑表面试样的磨损性能与分析
• 4.1.1 激光能量密度对耐磨性的影响
• 4.1.2 单元体与基体的连接形式对耐磨性的影响
• 4.1.3 单元体表面分布对耐磨性的影响
• 4.2 磨损条件对仿生非光滑试样耐磨性的影响
• 4.2.1 载荷对仿生非光滑试样耐磨性的影响
• 4.2.2 摩擦配副硬度对耐磨性的影响
• 4.3 仿生耦合非光滑表面蠕墨铸铁试样磨损机理的探讨
• 4.3.1 仿生耦合非光滑表面蠕墨铸铁试样磨损形貌的分析
• 4.3.2 仿生耦合非光滑表面蠕墨铸铁试样磨损过程的分析
• 第五章 结论
• 参考文献
• 摘要
• Abstract
• 致谢
• 攻读硕士学位论文期间撰写的论文