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1 仿生结构与润滑 1

1.1 传统润滑原理 2

1.2 仿生结构与润滑 3

参考文献 6

2 高温发汗润滑体常用材料及其协同效应 8

2.1 软金属及其协同效应 8

2.1.1 软金属的物理力学性能 8

2.1.2 软金属的润滑特性及其协同效应 16

2.2 金属氧化物及其协同效应 18

2.3 金属氟化物及其协同效应 19

2.4 常用层状化合物及其协同效应 20

2.4.1 常用层状化合物 20

2.4.2 常用层状化合物的协同效应 23

参考文献 25

3 高温发汗润滑载体设计 26

3.1 结构设计的基本约定 26

3.2 汗腺式微孔结构的数学描述 27

3.2.1 孔隙结构的数学描述 27

3.2.2 平均孔径r的确定 28

3.2.3 比例常数k0 29

3.2.4 模型验证 31

3.3 高温发汗润滑材料基体制备及其性能表征 33

3.3.1 汗腺式微孔烧结成形机理 33

3.3.2 复合造孔剂组分设计 35

3.3.3 基体材料组分设计 38

3.3.4 汗腺式微孔基体制备工艺设计 39

3.3.5 汗腺式烧结体性能影响因素分析 40

参考文献 45

4 高温发汗润滑载体结构强韧性设计 47

4.1 汗腺式有序孔结构接触力学模型表征及其理论 47

4.1.1 汗腺式有序孔结构几何表征模型 47

4.1.2 汗腺式微孔多胞体结构特征参数λ对其力学性能的影响 51

4.2 厚壁单胞体接触力学模型 54

4.3 胞壁等效曲梁计算方法 56

4.3.1 胞壁等效曲梁的弯曲应力及变形 56

4.3.2 胞壁等效曲梁的挠度 57

4.3.3 厚壁胞体结构接触点的实际曲率半径 58

4.3.4 厚壁胞体结构的接触力学特性 59

4.3.5 厚壁胞体结构的局部应力 60

4.4 基于模型的有限元法验证 61

4.5 孔隙率对厚壁胞体局部应力的影响 62

4.5.1 微孔结构形态设计 64

4.5.2 试验设计 64

4.5.3 厚壁胞体变形与力-位移曲线的关系 66

4.5.4 孔结构形态对厚壁胞体接触强度的影响 66

4.6 孔结构形态对其裂纹产生及扩展的影响 69

4.7 多孔厚壁胞体的接触稳定性研究 71

4.8 混合孔结构对厚壁胞体接触稳定性的影响 74

4.8.1 混合孔结构厚壁胞体模型 74

4.8.2 试验设计 76

4.8.3 混合孔结构对胞体接触强度的影响结果分析 77

4.8.4 模型试验验证与分析 79

4.9 环境工况对厚壁胞体接触稳定性影响的研究 80

4.9.1 温度对厚壁胞体接触强度的影响 80

4.9.2 切向力对厚壁单胞结构体接触强度的影响 83

4.9.3 模型的可信度评估 85

4.9.4 切向力对胞体接触表面应力的影响 85

4.9.5 切向力对接触压力及摩擦应力的影响 86

参考文献 88

5 高温发汗润滑体设计及复合技术 89

5.1 多元固体润滑剂的组分设计 89

5.2 复合润滑体合金的热膨胀系数及熔点设计 90

5.2.1 润湿性设计 91

5.2.2 润滑性设计 94

5.3 多元固体润滑体真空熔浸工艺 96

5.3.1 工艺参数对熔浸质量的影响 97

5.3.2 润滑层微观结构及润滑体元素分布 99

5.3.3 熔浸率、残余孔隙率和相对密度的表征 100

5.3.4 熔浸压力对填充率的影响 101

5.3.5 熔浸温度对熔浸质量的影响 103

5.3.6 熔浸时间对填充质量的影响 104

5.4 多元固体润滑体组分对填充质量的影响 106

5.4.1 Sn含量对压溃强度和残余孔隙率的影响 106

5.4.2 Ag含量对熔浸后材料的压溃强度和残余孔隙率的影响 107

5.4.3 Re含量对相对密度、压溃强度和残余孔隙率的影响 108

参考文献 109

6 高温发汗润滑复合体微观结构特征 111

6.1 高温发汗润滑胞体微观结构特征 111

6.2 高温发汗润滑胞体微观力学行为研究 113

6.2.1 等效弹性模量的计算 114

6.2.2 αv因子在Hirsch模型中的作用 114

6.2.3 基于αv因子的弹性模量改进算法 116

6.2.4 模型精度验证 118

6.3 基于微观结构的等效热膨胀系数算法 120

6.3.1 模型的细观热应力分析 121

6.3.2 颗粒的约束热膨胀系数 122

6.3.3 材料热膨胀系数预测模型 123

6.3.4 热膨胀系数预测模型的验证 124

6.4 胞体材料中胞壁硬质相的微观力学性能 126

6.4.1 等效弹性模量计算 127

6.4.2 等效线膨胀系数计算 128

6.5 胞体材料中胞核软质相的微观力学性能 130

6.5.1 材料中软质相微观力学特征 130

6.5.2 软质相等效弹性模量计算 130

6.5.3 软质相等效线膨胀系数计算 132

6.6 高温发汗润滑元素析出特性 134

6.6.1 胞体形变分析模型 134

6.6.2 胞体组分及含量对胞核变形（润滑体析出）量的影响 137

6.6.3 胞壁组分及含量对胞核变形（润滑体析出）量的影响 138

参考文献 139

7 高温发汗润滑机理与控制 141

7.1 高温发汗自润滑机理 141

7.1.1 试验设备与条件 141

7.1.2 高温发汗自润滑材料的摩擦学特性 143

7.1.3 润滑膜成膜条件及其润滑机理 146

7.1.4 工况参数及润滑组分对高温发汗润滑的交互影响 148

7.2 高温发汗润滑控制设计 150

7.2.1 高温发汗润滑动态演化过程 150

7.2.2 动态演化过程计算的基础表征模型 152

7.3 高温发汗润滑的动态演化模型 156

7.3.1 高温发汗自润滑材料结构模型及其离散化 156

7.3.2 摩擦表面润滑粒子体的演化规则 157

7.4 高温发汗材料的摩擦动态演化过程分析 160

7.4.1 接触应力、温度场及磨损率仿真分析 161

7.4.2 动态摩擦过程曲线仿真分析 162

7.4.3 表面形貌及润滑剂分布 163

7.5 高温发汗润滑控制机理研究 163

7.5.1 高温发汗润滑状态演化机理 163

7.5.2 高温发汗润滑膜覆盖率模型 165

7.5.3 润滑层参数及工况条件对润滑膜覆盖率的影响 167

参考文献 169

8 结论与展望 171

8.1 结论 171

8.2 展望 174

8.2.1 汗腺式微孔载体的功能性 174

8.2.2 汗腺式微孔复合体的双相特性的功能性 176

参考文献 177