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作者：文世聪;孙俊雨;石复习;
单位：西北农林科技大学机械与电子工程学院;
摘要：【目的】针对旋转摩擦副在高转速下的油膜空化问题，研究了半球表面织构对空化现象的影响，分析织构边界流场压力与油膜稳定性的关系，以优化润滑性能并减少空化。【方法】结合仿真与试验，分析了表面织构对摩擦润滑特性的影响。首先，建立了多相流模型、湍流模型和空化模型；其次，使用有限元法研究了不同织构率下的空化表现，并进行了空化速度场分析、空化压力场分析和空化质量传递速率分析；最后，搭建了可视化试验平台，使用高速摄像机观察不同转速下有、无织构的对偶片上空化泡发展情况。【结果】仿真和试验结果发现，空化体积分数和织构率并非正相关；空化的发生和溃灭过程极短暂，一旦满足空化条件，在0.015 s内就可产生饱满的空泡；空化区域内气液两相的速度始终保持一致，发现空化发展过程中伴随着气液两相质量传递；验证了空化气体源自于油液的相变，流场中的不平整表面是空化发生的重点诱因；光滑表面不会产生空化，而织构后的摩擦副表面易产生剧烈的空化现象。因此，加工微织构时应优先考虑表面粗糙度及织构分布的位置。
关键词：旋转摩擦副;;空化;;流场;;润滑;;有限元分析;;摩擦
基金资助：陕西省科技重大专项（2024NC-ZDCYL-05-10）
