考虑表面张力影响的表面织构最优参数分析

来源：机械工程学报杂志2016年第19期北京时间：

作者：陈平, 李俊玲, 邵天敏, 项欣, 刘光磊

单位：1. 北京科技大学机械工程学院 北京 100083, 2. 清华大学摩擦学国家重点实验室 北京 100084, 1. 北京科技大学机械工程学院 北京 100083, 2. 清华大学摩擦学国家重点实验室 北京 100084

摘要：采用基于N-S方程的CFD方法模拟了圆凹坑形织构深度和面积率与油膜附加承载力的关系，同时考察表面张力对油膜承载力的影响。通过神经网络非线性映射功能，拟合油膜附加承载力和油膜自身承载力计算结果，再利用粒子群优化算法优化织构深度和面积率并加以试验验证。结果表明：使油膜附加承载力达到最大时，最优织构深度与油膜厚度相关，其比值(织构深度/油膜厚度)约为1.0，最优面积率约为45%。考虑表面张力时，使油膜总承载力达到最大时的最优织构深度和面积率分别为2.5~7.5 μm和45%。对比两部分优化结果可知，是否考虑表面张力不影响最优面积率的确定，但影响最优织构深度的确定。从织构深度和面积率的优化结果发现，不同承载力作用下选择不同织构参数，可取得较小的摩擦因数，并通过试验验证，优化结果合理、正确。

关键词：表面张力,承载力,计算流体动力学(CFD),摩擦因数,神经网络,表面织构；

基金资助：* 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(FRF-BR-15-037A); 20150913收到初稿，20160524收到修改稿;