沈锦龙 薛正堂 衡传富 刘小君

1.合肥工业大学摩擦学研究所，合肥，230009 2.阜阳轴承有限公司，阜阳，236000

0 引言

点接触摩擦副广泛应用于机械设备传动机构中，其主要润滑形式为弹流润滑。提高润滑油膜厚度是点接触摩擦副性能优化、寿命延长的关键。弹流润滑状态下的油膜厚度和压力分布与表面形貌紧密相关[1-2],即使是尺度很小的表面粗糙度(小于润滑油膜厚度)也会使压力和膜厚产生较大的波动[3]。点接触区域小、压力大，两接触界面必然会发生不可忽视的弹性变形[4-5],对接触区弹性变形特征进行研究有助于弹流润滑性能的分析和改善。

国内外学者针对表面形貌影响弹流润滑性能这一命题已进行了大量理论与实验研究。早期研究中用均方根粗糙度Rq定量表征表面形貌，用参数Λ和κ描述表面粗糙度与润滑油膜厚度之间的关系，预测效果较为粗略[6-7]。随着计算机技术的发展，粗糙表面弹流润滑问题的数值求解变得更为精细[8]，但由于计算效率低下(一个真实粗糙表面的计算时长可达数天[9])，不适合在工程实践中直接采用。为此，部分研究者致力于发展弹流润滑问题的快速算法。VENNER等[10]将傅里叶分解的思想引入表面形貌分析，提出了一种名为幅值缩减(amplitude reduction，AR)的方法，将复杂的真实粗糙表面分解为一组波长、幅值各异的正弦表面，借助曲线拟合实现了表面弹性变形、膜厚和压力分布的快速预测，例如，对某一512×512点数的表面仅需数秒的计算时间。

在得到表面形貌与弹流润滑性能之间的关系后，可以进行微织构的主动设计，通过微织构改善表面性能，满足特定的应用需求[11-12]。……