基于表面织构的内燃机缸套-活塞环摩擦磨损控制研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

内燃机作为一种传统的动力装置，在交通运输、工程机械、农业装备等领域应用广泛。

然而，内燃机本身的能量转换效率仍然有较大的提升空间，其中摩擦损失是造成能量损失的重要原因之一，约占燃油消耗的8%-15%。

缸套-活塞环摩擦副作为内燃机中最为关键的摩擦副之一，其摩擦磨损性能对发动机的整体性能有着至关重要的影响，例如燃油经济性、动力输出、排放水平以及使用寿命等。

2. 本选题国内外研究状况综述

表面织构技术在摩擦学领域的应用已经得到了广泛的研究，尤其是在内燃机领域。

国内外学者针对不同的织构形状、尺寸、排列方式以及加工方法等方面开展了大量的研究工作，并取得了一定的成果。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本研究将以降低内燃机缸套-活塞环摩擦副的摩擦磨损为目标，系统地研究表面织构对摩擦副摩擦学性能的影响规律。

主要研究内容包括：
1.表面织构对摩擦磨损性能影响机理研究:基于摩擦学和流体润滑理论，结合数值模拟方法，分析不同织构参数(形状、尺寸、排列方式、面积比)对润滑油流动状态、油膜厚度、摩擦系数以及磨损机制的影响，揭示表面织构降低摩擦、减缓磨损的机理。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的研究方法，具体步骤如下：
1.理论分析阶段:-深入研究表面织构的润滑机理，分析表面织构对润滑油流动状态、油膜厚度、摩擦系数以及磨损机制的影响。

-查阅相关文献，了解国内外表面织构技术在内燃机缸套-活塞环摩擦副应用方面的研究现状，学习相关的理论知识，为后续研究工作奠定基础。

2.数值模拟阶段:-利用cad软件建立内燃机缸套-活塞环摩擦副的三维模型，并根据研究需要对模型进行简化处理。

5. 研究的创新点

本研究预期在以下几个方面取得创新性成果：
1.揭示表面织构对内燃机缸套-活塞环摩擦副摩擦磨损性能的影响机理:通过数值模拟和实验研究，深入分析不同织构参数对润滑油流动状态、油膜厚度、摩擦系数以及磨损机制的影响，揭示表面织构降低摩擦、减缓磨损的微观机理。

2.建立内燃机缸套-活塞环摩擦副的数值模拟模型:建立考虑表面织构影响的内燃机缸套-活塞环摩擦副有限元模型，利用计算流体力学软件对润滑油流场进行数值计算，为表面织构参数的优化设计提供理论指导。

3.开发高效、低成本的表面织构制备方法:针对现有表面织构加工技术的不足，探索高效、低成本、能够实现高精度织构加工的工艺方法，为表面织构技术的推广应用提供技术支持。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 张勇,张政,郭锐,等.激光表面织构化技术及其摩擦学性能研究进展[j].摩擦学学报,2020,40(04):521-536.

[2] 王建锋,胡元中,王黎,等.表面织构化改善摩擦学性能的研究进展[j].摩擦学学报,2018,38(04):519-535.

[3] 刘焜. 表面织构参数对活塞环-缸套摩擦学性能影响的数值模拟研究[d].合肥工业大学,2021.