磁流微循环体胞仿生润滑技术及其理论研究

本申请将基于生物体胞有序膜润滑特征，提出通过材料体胞结构载体与磁流体磁粒子偶极性互耦合研究，创新出新型体胞仿生润滑体的学术思想。.研究将基于类生物有序膜特征，设计和制备出永磁体胞结构，并基于磁流粒子的偶极性，研究其在永磁体胞中的微循环理论及其实现技术；以创新出仿生润滑与密封互耦功能体。.研究涉及：①永磁体胞结构载体和润滑磁流基载液的制备技术及其理论研究；②基于永磁体胞结构形态和外磁场参数的磁流微循环理论及其实现技术研究；③体胞润滑有序膜生成条件及其机理研究；③体胞润滑体的功能特性与环境适应性研究。.研究可创新出体胞仿生润滑功能体，可望创新出仿生润滑载体结构与胞液自循环耦合的设计新方法及其制备技术；可为类生物有序膜润滑的形成理论及其实现技术提供研究基础；可为摩擦学功能材料的开发提供理论与技术依据。

项目以磁流微循环仿生润滑为主旨，开展了其相关理论与试验研究，取得了如下成果：.项目开展了多相润滑胶体孔-楔效应及其微循环机理研究，建立了其流变模型及胶体相分布楔-滑模型，拓宽了可描述磁流在孔中传输的Bernoulli方程及孔壁润滑Reynolds方程；以此为基础，研究了孔结构参数、工况参数及外磁场参数对磁流润滑膜厚度和载荷稳定性的影响；构建了由多孔摩擦副、磁流润滑液及其外控磁场组成的磁流微循环润滑自补偿系统及其轴承构件；并通过试验验证了其工程有效性。.为实现滑动表面微循环润滑自补偿，项目基于仿生原理，采用飞秒激光和数控加工构建出不同滑动表面网络织构，并将仿真分析与可视化试验相结合，研究了其织构形态对表面微动压润滑补偿效应的影响；揭示了滑动表面微动压补偿润滑机理及其形成条件，研究为滑动表面微循环网状织构优化设计提供了理论基础。.以仿生胞自润滑复合材料为典型例，建立了以Hertz 接触理论为基础的材料本构特征与接触形变之耦合模型，以及以微观粗糙度分形表征的弹流润滑模型，研究了材料热参数对微循环润滑局域热弹性变形及其失效机理的影响以及材料表面粗糙度对微循环润滑效应的影响。.研究了多孔基体与润滑液组成的固-液单元体材料参数对接触变形和微循环润滑的影响，推导出润滑液在多孔轴承界面孔穴处自由流动数学表达式，揭示了润滑液进、出多孔轴承界面的微循环机理；以此为基础，绘制出多孔基体材料弹性模量、渗透率、接触变形、润滑液粘度之间的互耦合区域图，为多孔轴承微循环润滑设计提供理论基础。.构建了永磁微磁组结构模型，制备出不同形态的微磁组结构，从理论和试验两方面，研究了在磁场作用下摩擦副中的微磁组结构、磁场强度、磁流饱和度及工况参数对润滑特征和载荷特性的影响，并基于试验和微观分析，研究了磁流润滑机理和有序膜形成条件；研究为磁流微循环润滑的工程应用提供了理论基础。.在理论研究的同时，项目基于磁流微循环润滑的功能特征，开展了相关的应用研究。.项目在国内外重要学术刊物上发表论文12篇（其中SCI收录10篇， EI收录2篇，）；获中国机械工业科技进步2等奖和湖北省科技进步2等奖各1项；部分研究成果已应用在工程中。