[发明专利]一种高硅铝合金缸套表面硅颗粒形态对其摩擦性能影响的表征方法

权利要求书

1.一种高硅铝合金缸套表面硅颗粒形态对其摩擦性能影响的表征方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、构建硅颗粒凸出形状的物理模型

考虑到颗粒的重复性，选取单个凸出的硅颗粒作为研究对象，物理模型内部区域为润滑油流动区域，设置周期性边界条件模拟表面润滑油流场的分布情况；

S2、在Fluent有限元流体分析软件中，绘制出步骤S1所构建的物理模型，设置上壁面流动速度为0.1～1 m/s，左右两侧为周期性边界，左侧为入口，右侧为出口；

S3、设置硅颗粒凸出高度为1～2 μm，润滑油膜厚度为4～10 μm，润滑油粘度为0.04～0.10 Pa·s，润滑油密度为870 kg/m³；为了方便比对结果，设置圆角与尖角的硅颗粒模型时，凸出高度相同，圆角在凸出高度一半时进行倒角处理，其余条件与尖角完全一致；

S4、进行网格划分，设置致密型网格，在mesh模块中的solver preference中选择“Fluent”，在sizing中的relevance center选择“Fine”，点击Update生成网格文件；

S5、将步骤S4生成的网格文件导入到Fluent计算软件中，迭代次数设置为200～1000，计算流体区域流线；

S6、通过对比尖角与圆角模型计算出的流体区域流线即可得到圆角的减摩机理。

2.如权利要求1所述的一种高硅铝合金缸套表面硅颗粒形态对其摩擦性能影响的表征方法，其特征在于，尖角与圆角模型计算出的流体区域流线明显不同，硅颗粒凸出边角为尖角的两侧出现涡流，而圆角的两侧流线平滑过渡，涡流伴随着能量的损失，上壁面运动所产生的能量转换成聚集在涡流中的旋转能量，对润滑油的承载不利，计算结果说明，高硅铝合金缸套表面硅颗粒凸出的边角为圆角可以减少涡流出现的几率，改善了缸套的摩擦性能。

3.根据权利要求1所述的一种高硅铝合金缸套表面硅颗粒形态对其摩擦性能影响的表征方法，其特征在于，利用Fluent有限元流体分析软件构建凸出的硅颗粒与上壁面之间的润滑油区域，以此推理圆角的减摩机理。

4.根据权利要求1所述的一种高硅铝合金缸套表面硅颗粒形态对其摩擦性能影响的表征方法，其特征在于，用计算出的流体区域流线是否形成涡流来解释缸套摩擦性能改善机理。