马学忠，孟祥铠，张伟政，彭旭东，丁雪兴

（1 兰州理工大学石油化工学院，甘肃兰州730050； 2 浙江工业大学机械工程学院，浙江杭州310032）

引 言

近二十年来，在摩擦学领域端表面型槽与织构技术获得了广泛的关注，研究人员普遍认为通过合理的设计其可改善摩擦学部件的各项性能，如提升液膜承载力、减小表界面摩擦磨损、控制泄漏等[1-4]，从而在工程实际中也得到了大量的应用。

瑞利台阶（Rayleigh step, RS）是一种典型的端表面构型，由Rayleigh[5]于1918 年首次提出，并指出台阶型润滑液膜可提供优异的承载性能，经过上百年的发展其在滑动轴承领域获得了极为广泛的应用。Tibos等[6-7]对楔形间隙、周向凹槽、斜直线槽、人字形槽和瑞利台阶的对比分析表明其中瑞利台阶构型承载性能最优。Badescu[8-9]发现瑞利台阶高度和长度对承载性能影响极为显著，并开展了结构优化研究以提升承载性能。瑞利台阶的经典结构[6-7]如图1所示，其由引流槽和主槽组成，当滑动表面沿U-x方向运动时，在引流槽、主槽和主槽出口堰区间两级台阶收敛间隙和滑动表面剪切作用下产生极强流体动压效应，在主槽区域形成生高压区，并结合流体静压效应产生液膜承载力。在不同结构和排布下产生正或负的流体动压效应是表面型槽与织构的主要作用机理[10]，与上述文献[5-9]一致，瑞利台阶在摩擦学领域的研究与应用聚焦于其正流体动压效应优化与承载性能提升方面。在图1中当滑动表面沿U+x方向运动时，此时其排布与经典瑞利台阶相反即为反向瑞利台阶（reverse Rayleigh step,RRS），其可产生负流体动压效应极易导致液膜空化现象。……