袁 伟，于 洁，郭前建，王志文

(山东理工大学机械工程学院，山东 淄博 255000)

1 引言

机械设备中做相对运动的摩擦副表面难免会出现与运动方向垂直的沟槽或缝隙，如对接曲轴轴瓦的微沟槽。接触副的片状零件加工过程中难免产生一定的残余内应力，如差速器中差速齿轮球形垫片，在磨损过程中，材料逐渐变薄，在摩擦力和残余内应力的共同作用下，易引起材料的径向开裂缝隙。这种垂直于相对滑动方向的微沟槽，对零件在工作中的磨损性能和可靠性具有重要影响。当微沟槽出现在零件使用早期，处于非剧烈磨损失效阶段时，沟槽宽度与周期内滑动迹线长度相比甚小，并不足以演变为致命性故障，在非拆卸状态下很难被发现，这种带伤工作的摩擦副，所表现的磨损性能特征，受到了研究者和生产商的广泛关注。

以往研究中主要通过人为改变摩擦副结构形貌的方式，在摩擦副表面设置初始沟槽，并对带有初始沟槽的试样进行摩擦学实验研究。文献[1]研究了存在约1 mm裂纹的接触表面上的应力应变特征和材料强度。文献[2]分析了存在半圆形裂纹表面的应力分布。利用线切割加工人工裂纹或微沟槽[3]，经常被用来进行加速试验和摩擦学性能研究。摩擦界面沟槽的存在[4-5]，一方面改变了材料的连续性和各向同性，从而改变了接触副的瞬时接触状态；另一方面具有捕获磨屑和储存润滑油的能力[6]，从而减轻磨屑对界面磨损的影响，特别是在交变载荷的作用下[7]，磨粒磨损易诱发其他磨损形式。……