Page 26 - 摩擦学学报2025年第9期

1280 摩擦学学报（中英文） 第 45 卷

0.045 性，从而减少摩擦副之间的直接接触，降低摩擦力与

Square 磨损. 在图16中正六边形织构和圆形织构的摩擦系数
Circle
0.040
Average friction coefficient 0.035 Hexagon 相对较大，摩擦润滑性能较差. 菱形和正方形织构摩
Rhombus
擦系数随速度的变化类似，前者在不同速度时都表现
0.030
出了更小的摩擦系数，因此，在其他条件一定时，适当
0.025
地提高摩擦副之间的速度及调整织构间距可以有效
0.020
[26]
0.015 地改善摩擦学性能 .
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 3.2.3 不同负载对润滑性能的影响
Velocity/(m/s) 为探究织构化Cr MoV模具钢在不同负载下的润
12
Fig. 16 Experimental average friction coefficient at 滑性能，对织构间距为65 μm，往复速度为0.5 m/s的各
different velocities
织构形貌样件进行摩擦试验. 图17所示为正方形和正
图 16 不同速度条件下的试验平均摩擦系数
六边形织构样件在不同负载条件下的摩擦系数随时
合，从而进一步降低局部压力，促进空化的发生. 此 间变化图，其中含正六边形织构的摩擦副受负载变化
外，较高的剪切力和压力提高了油膜的稳定性和可靠 影响较小，相较于正方形织构摩擦系数更为集中.

0.07 0.07

(a) —— 20 N (b) —— 20 N
0.06 —— 30 N 0.06 —— 30 N
—— 40 N
—— 40 N
—— 50 N
—— 50 N
Friction coefficient 0.04 Friction coefficient 0.04
0.05
0.05
—— 60 N
—— 60 N
0.03
0.03
0.02
0.01
0.01 0.02
0.00 0.00
0 100 200 300 400 500 600 0 100 200 300 400 500 600
Time/s Time/s
Fig. 17 Experimental friction coefficients at different loads: (a) square micro-texture; (b) hexagon micro-texture
图 17 不同负载条件下的试验摩擦系数：(a) 正方形织构；(b) 正六边形织构

取试验3~10 min的平均摩擦系数进行分析比较， 在其余试验条件不变，负载为40 N的情况下，各织构
如图18所示，正六边形织构在不同负载条件下摩擦系 的摩擦学性能都相对较好. 随着负载的增加，各织构
数变化最小，甚至在20 N负载时优于菱形织构，但菱 的摩擦系数均先减小后增大，这是由于适当地增加负
形织构的摩擦性能总体仍优于其他织构. 总体而言， 载，会使摩擦副的接触面出现弹塑性变形，导致织构
凹坑处的润滑油被挤出，摩擦副间隙处的油液量增

0.032 Square 加，从而降低了摩擦力. 当负载过小时，摩擦副之间的
Circle
Average friction coefficient 0.028 Hexagon 而摩擦系数增大，磨损加剧. 但当负载过大时，虽然织
0.030
Rhombus
接触压力较低，导致油膜的形成不够稳定或完整，从
0.026
构表面的微凹坑能够储存更多的润滑油，并在摩擦副
0.024
之间形成更稳定的油膜，但过大的接触压力可能导致
0.022
[27]
0.020
构表面的微凹坑发生较大变形或破坏，进一步降低其
0.018 油膜破裂或失效 . 此外，过大的负载还可能使得织
20 30 40 50 60 润滑效果. 因此，在织构润滑中，需要考虑合适的负载
Load/N
范围以确保摩擦性能的稳定和可靠.
Fig. 18 Experimental average friction coefficients at
different loads 3.2.4 仿真与试验对比分析
图 18 不同负载条件下的试验平均摩擦系数 采用第1节仿真相关的边界条件和前处理参数设