Page 70 - 摩擦学学报2025年第8期

1168 摩擦学学报（中英文） 第 45 卷

(a) (b) Enlarged scale 2:1

Oil droplet A
B

(c) Enlarged scale 2:1

Fig. 6 Oil droplet wetting on textured surface: (a) three-dimensional view; (b) A cross-sectional view; (c) B cross-sectional view
图 6 织构化表面油滴示意图：(a)三维视图；(b) A截面视图；(c) B截面视图

80 Numerical analysis Time Experiment Simulation

Experimental results 69.6
70 67.2 67.3 68.4 67.8 68.9 68.3 69.4 69.2 69.8 0.0 ms
Contact angle/(°) 60

50 0.1 ms

40 0.2 ms
150 300 450 600 750
Texture distance, h 2 /μm
Fig. 7 Contact angle of oil droplets on textured surface with 0.3 ms
different texture spacing
图 7 不同织构间距油滴接触角大小
0.5 ms

Image
acquisition
Light 1.5 ms
T2410 source
Textured
steel plate
3.0 ms

Fig. 8 Dynamic observation platform for oil droplet
Fig. 9 Spreading process of oil droplet on textured surface
图 8 液滴动态观测平台
图 9 液滴在织构表面的铺展过程
0.5~1.5 ms时在表面张力的作用下产生回弹，1.5 ms
时回弹达到峰值，1.5~3.0 ms期间发生反复多次震荡， 模型的Wenzel模型状态一致.
3.0 ms后油滴逐步达到稳定状态. 这与图9中平板织构 图11所示为油滴在静止滚道表面上的最终铺展
表面的试验结果一致. 油滴接触内圈滚道表面后，在 状态，在无织构的常规滚道上，油滴最大铺展直径为
铺展和回弹阶段，动能、势能和表面能之间相互转化， 0.768 8 mm，测量接触角θ 为74.2°. 而在含有表面织
u
而固体和液体之间存在的黏附力，使油滴一部分动能 构的滚道上，油滴的最大铺展直径为0.880 1 mm，测
转化为内能耗散，当动能降低到一定程度时，固、液、 量接触角θ 为73.7°. 这是由于微凹坑产生的毛细力增
t
气三相接触线就会停止进一步移动而使油滴趋于稳 大了表面对油滴的黏附力，使油滴更容易进入凹坑内
定状态. 从图10中也可以看出，油滴在达到相对稳定 部，最终促使铺展直径增大. 可以看出，织构化表面对
的状态后几乎完全浸润进凹坑织构当中，与经典润湿 润滑油具有更好的润湿性，有利于摩擦副表面的润滑.