胡宇，王优强，李云凯，左名玉，房玉鑫，莫君

（青岛理工大学 a.机械与汽车工程学院b.工业流体节能与污染控制教育部重点实验室，山东 青岛 266520）

随着人们对机械设备耐磨损和低能耗的要求越来越高，关于机械设备零部件的耐磨损特性也得到广泛的关注。表面织构作为一种能有效改善材料摩擦学性能的方法，也逐渐被广泛地应用到机械摩擦领域。

1966 年，Hamilton 等[1]发现，表面微造型能够提升流体压力，改善表面承载力。而在1996 年，Etsion等[2-3]才将这种技术应用于机械密封领域中。因单层织构易于加工生产且润滑摩擦效果良好，所以，目前对织构的研究主要集中在单层织构上。然而，单层织构的结构单一且仅能发生一次动压效应，使得织构所产生的润滑摩擦性能不够突出。

近几年来，仿生机械学发展迅速，有很多的研究者开始对树蛙的脚掌[4]、蛇[5]和鲨鱼[6-7]的皮肤、猪笼草的表面[8-12]及牛的膝关节[13]等生物组织结构进行仿真设计研究。本文主要是对硅藻结构进行模拟仿真分析，硅藻拥有复杂精密的多孔结构，这就使其具有很高的回弹性和抗拉压性能。

德国M. Sumper[14]观察到了具有六角孔模式的圆筛藻结构。Gebeshuber 等[15]观察到，硅壳通过其自润滑性来克服壳壁各组织间的摩擦与磨损。Hamm 等[16]发现，硅壳结构和材料特性表现出了较强的自防御功能。De Stefan[17]观察了几种硅藻结构，发现不同形状的硅藻，其摩擦学性能也有差异。Subhash 等[18]测试了圆筛藻硅壳的机械性能。Losic 等[19]通过探究圆筛藻生物表面结构和机械性能，发现圆筛藻硅壳因其孔层不同，产生了不同的硬度和弹性模量。……