胡 宇 王优强 左名玉 房玉鑫 莫 君

(1.青岛理工大学机械与汽车工程学院 山东青岛 266520；2.工业流体节能与污染控制教育部重点实验室 山东青岛 266520)

随着工业技术的迅猛发展，人们对机械设备的降低摩擦磨损，减少能耗的要求越来越高。表面织构因其能够有效提高承载力，减小摩擦副表面的摩擦和磨损等特点，被广泛地应用于机械摩擦领域。

国内外很多研究学者已经对织构化表面的摩擦学特性开展研究,但现阶段大部分的织构研究主要是以单层织构为主，这是因为单层织构易于加工，润滑摩擦效果较好等特点。其中常见的织构形状多为圆形、椭圆形、正方形、菱形、三角形。但由于这类单层织构仅能发生一次动压效应，在润滑摩擦方面的性能仍不够突出。

随着仿生机械学的快速发展，很多学者基于某些生物[1-2]的表面形状，如鲨鱼[3-4]、猪笼草的表面[5-9]及牛的膝关节[10]等生物组织结构，进行织构仿真设计研究，获得了优异的减摩效果。硅藻的细胞壁具有精致的多级孔状结构，该结构有极高的抗拉性能和弹性韧性，具有良好的机械性能优势，国内外很多学者已经对硅藻结构进行了研究。2002年，SUMPER[11]通过实验观察了圆筛藻的结构；KRÖGER[12]通过电子扫描显微镜观察了硅藻的细胞结构。HAMM等[13]通过实验和仿真的方法研究发现，硅壳结构具有较强的自防御功能；文献[14]通过观察典型硅藻结构，发现其形状不同所产生的摩擦性能也存在差异；LOSIC等[15]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不同的硬度和弹性模量。……