《磁流微循環體胞仿生潤滑技術及其理論研究》是依託武漢理工大學，由劉佐民擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：磁流微循環體胞仿生潤滑技術及其理論研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉佐民
- 依託單位：武漢理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本申請將基於生物體胞有序膜潤滑特徵，提出通過材料體胞結構載體與磁流體磁粒子偶極性互耦合研究，創新出新型體胞仿生潤滑體的學術思想。.研究將基於類生物有序膜特徵，設計和製備出永磁體胞結構，並基於磁流粒子的偶極性，研究其在永磁體胞中的微循環理論及其實現技術；以創新出仿生潤滑與密封互耦功能體。.研究涉及：①永磁體胞結構載體和潤滑磁流基載液的製備技術及其理論研究；②基於永磁體胞結構形態和外磁場參數的磁流微循環理論及其實現技術研究；③體胞潤滑有序膜生成條件及其機理研究；③體胞潤滑體的功能特性與環境適應性研究。.研究可創新出體胞仿生潤滑功能體，可望創新出仿生潤滑載體結構與胞液自循環耦合的設計新方法及其製備技術；可為類生物有序膜潤滑的形成理論及其實現技術提供研究基礎；可為摩擦學功能材料的開發提供理論與技術依據。
結題摘要
項目以磁流微循環仿生潤滑為主旨，開展了其相關理論與試驗研究，取得了如下成果： 項目開展了多相潤滑膠體孔-楔效應及其微循環機理研究，建立了其流變模型及膠體相分布楔-滑模型，拓寬了可描述磁流在孔中傳輸的Bernoulli方程及孔壁潤滑Reynolds方程；以此為基礎，研究了孔結構參數、工況參數及外磁場參數對磁流潤滑膜厚度和載荷穩定性的影響；構建了由多孔摩擦副、磁流潤滑液及其外控磁場組成的磁流微循環潤滑自補償系統及其軸承構件；並通過試驗驗證了其工程有效性。 為實現滑動表面微循環潤滑自補償，項目基於仿生原理，採用飛秒雷射和數控加工構建出不同滑動表面網路織構，並將仿真分析與可視化試驗相結合，研究了其織構形態對表面微動壓潤滑補償效應的影響；揭示了滑動表面微動壓補償潤滑機理及其形成條件，研究為滑動表面微循環網狀織構最佳化設計提供了理論基礎。 以仿生胞自潤滑複合材料為典型例，建立了以Hertz 接觸理論為基礎的材料本構特徵與接觸形變之耦合模型，以及以微觀粗糙度分形表征的彈流潤滑模型，研究了材料熱參數對微循環潤滑局域熱彈性變形及其失效機理的影響以及材料表面粗糙度對微循環潤滑效應的影響。 研究了多孔基體與潤滑液組成的固-液單元體材料參數對接觸變形和微循環潤滑的影響，推導出潤滑液在多孔軸承界面孔穴處自由流動數學表達式，揭示了潤滑液進、出多孔軸承界面的微循環機理；以此為基礎，繪製出多孔基體材料彈性模量、滲透率、接觸變形、潤滑液粘度之間的互耦合區域圖，為多孔軸承微循環潤滑設計提供理論基礎。 構建了永磁微磁組結構模型，製備出不同形態的微磁組結構，從理論和試驗兩方面，研究了在磁場作用下摩擦副中的微磁組結構、磁場強度、磁流飽和度及工況參數對潤滑特徵和載荷特性的影響，並基於試驗和微觀分析，研究了磁流潤滑機理和有序膜形成條件；研究為磁流微循環潤滑的工程套用提供了理論基礎。 在理論研究的同時，項目基於磁流微循環潤滑的功能特徵，開展了相關的套用研究。 項目在國內外重要學術刊物上發表論文12篇（其中SCI收錄10篇， EI收錄2篇，）；獲中國機械工業科技進步2等獎和湖北省科技進步2等獎各1項；部分研究成果已套用在工程中。
