(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210974458.1 (22)申请日 2022.08.15 (71)申请人 中国科学院兰州化学物理研究所 地址 730000 甘肃省兰州市城关区天水中 路18号 申请人 烟台先进材 料与绿色制造山 东省实 验室　 烟台中科先进材料与绿色化工产业 技术研究院 (72)发明人 乔竹辉　李彤阳　王鲁杰　于源　 汤华国　 (74)专利代理 机构 兰州中科华西专利代理有限 公司 620 02 专利代理师 曹向东(51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种流体润滑条件下的摩擦副润滑状态判 定方法 (57)摘要 本发明涉及一种流体润滑条件下的摩擦副 润滑状态判定方法， 包括以下步骤： ⑴根据摩擦 副真实形貌的Abbott ‑Firestone曲线提取表面 形貌特征高度值； ⑵根据摩擦副的实际服役工 况， 建立摩擦副润滑模型； ⑶利用数值计算方法 求解步骤 ⑵中建立的摩擦副润滑模 型， 得到包括 润滑油膜厚度 h在内的物理量； ⑷比较润滑油膜 厚度h与表面形貌特征高度值的关系， 确定流体 润滑条件下摩擦副的润滑状态。 本发明方法简 单、 快速、 易于实现， 解决了现有缺少定量判别摩 擦副润滑状态依据的难题， 为精 准定量分析摩擦 副的润滑 性能奠定基础， 适用于点、 线、 面接触形 式的摩擦副。 权利要求书2页 说明书18页 附图4页 CN 115310331 A 2022.11.08 CN 115310331 A 1.一种流体润滑条件下的摩擦副润滑状态判定方法， 包括以下步骤： ⑴根据摩擦副真实形貌的Ab bott‑Firestone曲线提取表面形貌特 征高度值； ⑵根据摩擦副的实际服役工况， 建立摩擦副润滑模型； ⑶利用数值计算方法求解步骤 ⑵中建立的摩擦副润滑模型， 得到包括润滑油膜厚度 h 在内的物理量； ⑷比较润滑油膜厚度 h与表面形貌特征高度值的关系， 确定流体润滑条件下摩擦副的 润滑状态。 2.如权利要求1所述的一种流体润滑条件下的摩擦副润滑状态判定方法， 其特征在于： 所述步骤 ⑴中表面形貌特征高度值为摩擦副表面突出峰值高度 Spk、 核心粗糙度深度 Sk和 突出谷值深度 Svk。 3.如权利要求1所述的一种流体润滑条件下的摩擦副润滑状态判定方法， 其特征在于： 所述步骤 ⑵中摩擦副润滑模型 由润滑油的流体控制模型、 温度控制模型、 载荷平衡模型三 个子模型构成。 4.如权利要求1所述的一种流体润滑条件下的摩擦副润滑状态判定方法， 其特征在于： 所述步骤⑶中求解摩擦副润滑模型按下述方法进行计算： ①确定求解区域， 划分网格， 离 散偏微分方程， 给 出求解物理量的显式或隐式表达式； ②给定计算输入参数； ③计算弹性变形向量/矩阵； ④联立求解润滑油控制方程与弹性变形计算方程； ⑤联立求解润滑油能量方程及固体传热 方程； ⑥输出计算结果。 5.如权利要求1所述的一种流体润滑条件下的摩擦副润滑状态判定方法， 其特征在于： 所述步骤 ⑷中润滑状态是指全膜润滑、 弹流润滑、 薄膜润滑、 边界润滑、 干摩擦以及混合润 滑。 6.如权利要求1所述的一种流体润滑条件下的摩擦副润滑状态判定方法， 其特征在于： 所述步骤⑷中流体润滑条件下摩擦副的润滑状态按下述方式确定： 当min(h)> Spk1+Sk1+Svk1+Spk2+Sk2+Svk2时， 表面微凸体未接触， 摩擦副完全处于全膜 润滑状态； 其中 Spk1为摩擦副中固体1表面突出峰值高度； Sk1为摩擦副中固体1核心粗糙度 深度；Svk1为摩擦副中固体1突出谷值深度； Spk2为摩擦副中固体2表面突出峰值高度； Sk2为 摩擦副中 固体2核心粗 糙度深度； Svk2为摩擦副中 固体2突出谷值深度； 当min(h)= Spk1+Sk1+Svk1+Spk2+Sk2+Svk2时， 接触界面微 凸体峰区开始接触， 摩擦副开 始从全膜润滑状态向弹流润滑状态转变； 当Sk1+Svk1+Sk2+Svk2<min(h)≤Spk1+Sk1+Svk1+Spk2+Sk2+Svk2， 且max(h)> Spk1+Sk1+ Svk1+Spk2+Sk2+Svk2时， 接触界面部分微凸体峰区接触， 摩擦副处于全膜润滑与弹流润滑的 两者混合润滑状态； 当Sk1+Svk1+Sk2+Svk2<min(h)≤Spk1+Sk1+Svk1+Spk2+Sk2+Svk2且Sk1+Svk1+Sk2+Svk2<max (h)≤Spk1+Sk1+Svk1+Spk2+Sk2+Svk2时， 接触界面所有微凸体峰区接触， 摩擦副完全处于弹 流润滑状态； 当min(h)=Sk1+Svk1+Sk2+Svk2时， 接触界面微凸体核心区开始接触， 摩擦副 开始从弹流权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115310331 A 2润滑状态向薄膜润滑状态转变； 当Svk1+Svk2<min(h)≤Sk1+Svk1+Sk2+Svk2且max(h)>Spk1+Sk1+Svk1+Spk2+Sk2+Svk2时， 接触界面微凸体存在未接触、 峰区接触、 核心区接触三种情况， 摩擦副处于全膜润滑、 弹流 润滑以及薄膜润滑的三 者混合润滑状态； 当Svk1+Svk2≤min(h)≤Sk1+Svk1+Sk2+Svk2且Sk1+Svk1+Sk2+Svk2<max(h)≤Spk1+Sk1+ Svk1+Spk2+Sk2+Svk2时， 接触界面微凸体存在峰区接触、 核心区接触两种情况， 摩擦副处于 弹流润滑与薄膜润滑的两者混合润滑状态； 当Svk1+Svk2<min(h)≤Sk1+Svk1+Sk2+Svk2且Svk1+Svk2<max(h)≤Sk1+Svk1+Sk2+Svk2时， 接触界面全部微凸体核心区接触， 摩擦副完全处于薄膜润滑状态； 当min(h)= Svk1+Svk2时， 表面微凸体的谷区开始接触， 摩擦副开始从薄膜润滑状态向 边界润滑状态转变； 当0<min( h)≤Svk1+Svk2且max(h)>Spk1+Sk1+Svk1+Spk2+Sk2+Svk2时， 接触界面微凸体存 在未接触、 峰区接触、 核心区接触、 谷区接触四种情况， 摩擦副处于全膜润滑、 弹流润滑、 薄 膜润滑以及边界润滑的四者混合润滑状态； 当0<min( h)≤Svk1+Svk2且Sk1+Svk1+Sk2+Svk2<max(h)≤Spk1+Sk1+Svk1+Spk2+Sk2+Svk2 时， 接触界面微凸体存在峰区接触、 核心区接触、 谷区接触三种情况， 摩擦副处于弹流润滑、 薄膜润滑以及边界润滑的三 者混合润滑状态； 当0<min( h)≤Svk1+Svk2且Svk1+Svk2<max(h)≤Sk1+Svk1+Sk2+Svk2时， 接触界面微凸体 存在核心区接触、 谷区接触两种情况， 摩擦副处于薄膜润滑以及边界润滑的两者混合润滑 状态； 当0<min( h)≤Svk1+Svk2且0<max( h)≤Svk1+ Svk2时， 接触界面全部微凸体为谷区接触， 摩擦副完全处于边界润滑状态； 当min(h)=0时， 接触界面微凸体的基面开始接触， 摩擦副开始从边界润滑状态到干摩 擦； 当min(h)=0且max( h)>Spk1+Sk1+Svk1+Spk2+Sk2+Svk2时， 接触界面微凸体存在未接触、 峰区接触、 核心区接触、 谷区接触、 基面接触五种情况， 摩擦副处于全膜润滑、 弹流润滑、 薄 膜润滑、 边界润滑以及干摩擦的五者混合润滑状态； 当min(h)=0且Sk1+Svk1+Sk2+Svk2<max(h)≤Spk1+Sk1+Svk1+Spk2+Sk2+Svk2时， 接触界面 微凸体存在峰区接触、 核心区接触、 谷区接触、 基面接触四种情况， 摩 擦副处于弹流润滑、 薄 膜润滑、 边界润滑以及干摩擦的四者混合润滑状态； 当min(h)=0且Svk1+Svk2<max(h)≤Sk1+Svk1+Sk2+Svk2时， 接触界面微凸体存在核心区 接触、 谷区接触、 基面接触三种情况， 摩擦副处于薄膜润滑、 边界润滑以及干摩擦的三者混 合润滑状态； 当min(h)=0且0<max( h)≤Svk1+ Svk2时， 接触界面微凸体存在谷区接触、 基面接触两种 情况， 摩擦副处于边界润滑以及干摩擦的两者混合润滑状态； 当min(h)=0且max( h)=0时， 接触界面的两个基面完全接触， 摩擦副完全处于干摩擦状 态。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115310331 A 3