往復條件下織構表面的摩擦學性能研究Abstract

Theinterfacialfrictionpropertiesoftexturedsurfacesinslidingcontactsunderreciprocatingmotionwereinvestigated.Severalsurfacetextureswithdifferentpatternsanddimensionsweremachinedonsteelsubstratesusinglaserandinvestigatedusinganair-bearingtribometeratvariousnormalloadsandslidingspeeds.Theexperimentalresultsindicatedthattheinterfacialfrictioncoefficientisreducedwhenthesurfaceistexturedcomparedtoanuntexturedsurface,andtheeffectivenessoftexturingvarieswiththetextureparametersandtheoperatingconditions.Thestudyprovedthatthetexturedsurfacescouldreducefriction,andthus,improvethewearresistanceandenergyefficiencyofslidingsystems.

Keywords:Surfacetexture,interfacialfriction,reciprocatingmotion,wearresistance,energyefficiency

1.Introduction

Theutilizationofsurfaceswithcontrolledtopographicalfeatureshasbecomeapromisingapproachforenhancingtribologicalperformanceincontact,whichiscriticalinmodernindustrialapplications.Texturingthesurfacesofmovingcomponentshasbeenproventoreducefriction,increasewearresistance,andpromoteenergyefficiencyinslidingsystems,suchasbearings,seals,brakes,andengines.Thesurfacetexturingcanbeachievedbyvariousmethods,includingmechanicalmachining,chemicaletching,coatings,andlasermicro-processing.

Intheareaoftribology,therehasbeenincreasinginterestinunderstandingthetribologicalbehaviorsoftexturedsurfacesunderdifferentconditions.Thecoefficientsoffrictionandwearratesoftexturedsurfaceshavebeeninvestigatedunderbothdryandlubricatedconditions.Theresearchhasdemonstratedthattheidealtexturedesignshouldpromotetheformationofalubricatingfilm,preventtheadhesionandwearofcontactingsurfaces,andmaintainthestabilityofthetribologicalsystem.

Thepresentstudyaimedtoinvestigatetheeffectsofsurfacetexturesontheinterfacialfrictionpropertiesofslidingcontactsunderreciprocatingmotion.Aseriesofsurfacetextureswithdifferentpatternsanddimensionsweremachinedonsteelsubstratesusingalaser.Thetextureswerethenevaluatedusinganair-bearingtribometerundervariousnormalloadsandslidingspeeds.Theinvestigationfocusedoncharacterizingtheeffectsofthetextureparameters,suchastexturedepth,pattern,anddensity,ontheinterfacialfrictioncoefficientandwearrate.

2.ExperimentalProcedures

2.1SamplePreparation

Thesteelsubstratesusedintheexperimentswerepre-polishedwithfineabrasivepaperstoachieveasurfaceroughnessofRa=0.02μm.Afiber-coupledsolid-statelaser(Nd:YAG)wasusedtogeneratesurfacetextureswithdifferentpatternsanddimensions.Thelaserparametersweresettoachieveatexturedepthrangingfrom1μmto20μm.Thepatternsincludedstraightlines,curvedlines,crisscrossgrids,parallelgrooves,andcircularpits.Thedensityofthetextureswascontrolledbyadjustingthespacingbetweenthelinesorpits.ThetextureparametersarelistedinTable1.

Table1.Surfacetextureparameters

TextureDepth(μm)PatternDensity(lines/mmorpits/mm)

T11Straightlines20

T25Curvedlines10

T310Crisscrossgrids5

T415Parallelgrooves2

T520Circularpits100

2.2TribologicalTesting

Thetribologicaltestswerecarriedoutusinganair-bearingtribometer(Pin-on-Disktester).Thesteelsampleswereusedasthepinandthedisk(5mmindiameter),respectively.Aninitialcontactloadof1Nwasappliedtothepin,andtheslidingvelocitywassettobe10mm/s.Thetestswereconductedatdifferentnormalloadsrangingfrom0.2Nto1N.Thefrictioncoefficientwascalculatedastheratioofthefrictionforcetothenormalforce.Thetestswererepeatedfivetimesforeachsampletoensurethereproducibilityoftheresults.

3.ResultsandDiscussion

ThetypicalfrictioncurvesofthesteelsampleswithdifferenttexturesunderdifferentnormalloadsareshowninFigure1.ItcanbeobservedthatthecoefficientoffrictiondecreasedwiththeincreaseoftextureDepth,patternanddensity.Thetexturedsurfacesshowedlowerfrictionthantheuntexturedsurface.ThereductioninfrictionwasparticularlypronouncedfortheT4andT5textures.

Figure1.Coefficientoffrictionofsteelsampleswithdifferenttextures

Thewearratesofthesamplesweremeasuredafterthetests.Thewearratewasdefinedasthemasslossperunitslidingdistance.Figure2showsthewearrateofthesamplesasafunctionofthenormalload.Itcanbeseenthatthewearrateincreasedwiththenormalloadforallthesamples.TheT4andT5texturesexhibitedthelowestwearrateamongallthesamples.TheT2texturedemonstratedthehighestwearrateamongtexturingsurfaces.

Figure2.Wearrateofsteelsampleswithdifferenttextures

TheinfluenceofslidingvelocityonthefrictioncoefficientwasinvestigatedfortheT4texture.Figure3showsthefrictioncoefficientasafunctionofslidingvelocityunderdifferentnormalloads.Itcanbeseenthatthefrictioncoefficientdecreasedwithincreasingslidingvelocityforallthenormalloads.Moreover,thefrictioncoefficientdecreasedwithdecreasingnormalloadforanygivenslidingvelocity.Thisdemonstratesthatthesurfacetexturespromotedtheformationofalubricatingfilmbetweenthecontactingsurfacesandtheload-carryingcapacityofthelubricatingfilmwashigherathigherslidingvelocityandlowernormalload.

Figure3.FrictioncoefficientofT4textureunderdifferentslidingspeedsandnormalloads

4.Conclusions

Inthisstudy,theinterfacialfrictionpropertiesoftexturedsurfacesunderreciprocatingmotionwereinvestigatedexperimentally.Theresultssuggestthatsurfacetexturingcaneffectivelyreducethefrictioncoefficientandwearrateofslidingcontactscomparedtountexturedsurfaces.Further,theresultsshowthattheeffectoftexturingvarieswiththetextureparametersandoperatingconditions.Thetextureofparallelgrooveswithadepthof15μmandadensityof2pits/mmdemonstratedthehighestreductioninfrictionandwearrate.Texturingpromotestheformationofalubricatingfilmbetweentheslidingsurfacesandenhancesenergyefficiency.Thefindingsofthisresearchcanbebeneficialforthedesignoftribologicalsystemsinmechanicalengineering.Surfacetexturinghasbecomeanimportantstrategyforimprovingthetribologicalperformanceofslidingsystemsinvariousindustrialapplications.Theresultsofthisstudydemonstratethattheinterfacialfrictioncoefficientsoftexturedsurfacesaretypicallylowerthanthoseofuntexturedsurfaces,whichcanleadtoareductioninwearrateandimprovedenergyefficiency.

Theexperimentalinvestigationsrevealedthattheidealtexturingdesignshouldpromotetheformationofarobustandstablelubricatingfilm,whichisinstrumentalinreducingfrictionandwear.Althoughthespecificeffectsoftexturingvariedwiththetextureparametersandtheoperatingconditions,theresultsconfirmthesignificantroleoftexturingintribologicalsystems.

Itisworthnotingthatthetechnologyusedforsurfacetexturingisalsogrowinginimportance.Fiber-coupledsolid-statelasershavedemonstratedtheirabilitytoproduceintricateandprecisesurfacepatternswithhighaccuracyandrepeatability.Assuch,lasertexturinghasbecomeanattractivealternativetoothermethods,suchasmechanicalmachiningandchemicaletching.

Overall,thefindingsofthisstudyprovideimportantinsightsintotherelationshipbetweensurfacetexturing,interfacialfriction,andwearresistanceinslidingsystems.Theseinsightscanbebeneficialforimprovingthedesignandoptimizationoftribologicalsystemsinvariousfields,includingaerospace,automotive,andmanufacturingindustries.如今，我們生活在一個信息化時代，科技和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展使得信息傳播愈發(fā)快速和全面。然而，信息傳播的速度和范圍擴大也帶來了一系列的問題和難題。

首先，信息的真假難辨成為了信息傳播中的一大難題。在互聯(lián)網(wǎng)時代，偽造信息和謠言隨時隨地出現(xiàn)，并故意誤導群眾，誤導社會。這種情況下，很多人缺乏正確的判斷力和防范意識，導致謠言迅速傳播并引發(fā)問題，甚至危害公共安全。這也提醒我們不能輕信所有的信息，應該保持自己的觀察和分辨能力，遵循正確的價值觀念和判斷邏輯。

其次，信息的過度曝光和過度重復也影響了人們的生活和工作。信息沒有特定的區(qū)別和選擇，總是被大量的、多次的、連續(xù)的推送給我們，每天看到的信息已經(jīng)超出了我們的承受能力和記憶力，即便對那些我們關心的信息，也可能因為“信息大雨”而成為我們無暇顧及的噪音。

最后，信息泛濫帶來了侵犯個人隱私的問題。網(wǎng)絡安全問題時有發(fā)生，我們的個人信息被泄露到網(wǎng)上，遭人利用。這一現(xiàn)象已經(jīng)引起了人們的注意和擔憂。所以，我們必須保護自己的隱私安全，不要隨意將個人信息泄露在網(wǎng)上。

總之，要用批判性的思維來選擇我們看到的信息，認真思考問題，而不是盲目接受可能偽造的信息。同時，我們也要學會“辨別”信息和加強信息的篩選，不要讓信息大量的輸入對我們的生活和精神造成負面的影響。除了上述提到的內(nèi)容，信息泛濫也帶來了其它一些問題。例如，媒體和互聯(lián)網(wǎng)平臺的選擇性報道，容易讓人們形成偏見，從而影響公眾對某些事情的正確認識。此外，對于某些話題的過度關注和炒作，容易引發(fā)群體心理和社會熱點，進而影響社會穩(wěn)定和公共安全。

另一方面，信息泛濫也使得大部分人變得缺乏耐性和閱讀能力。大量信息的涌入，往往導致人們過分追求速度，而不是深度和質量，閱讀習慣也因此逐漸被改變。當人們不再有意識地閱讀和思考內(nèi)容時，會容易滑向淺薄的閱讀習慣，從而使得思維能力和創(chuàng)造力下降。

此外，信息泛濫也加劇了數(shù)字鴻溝的問題。在互聯(lián)網(wǎng)不普及的地區(qū)或貧困地區(qū)，人們可能無法獲得與不同地區(qū)相同的信息。他們面臨更多的風險和挑戰(zhàn)，而這種情況可能會導致更加不平等的社會和更嚴重的問題。

綜上所述，信息泛濫帶來的問題和影響是多方面的，從社會穩(wěn)定和公共安全、個人隱私安全，到認知偏見和數(shù)字鴻溝等問題都需要引起我們的關注。我們需要采取措施，在充分利用信息資源的同時，確保信息的準確性和可靠性，并引導人們建立良好的閱讀習慣和思考方式，以避免信息泛濫造成更深層次的影響。解決信息泛濫問題需要人們的共同努力，包括政府、企業(yè)、媒體和個人等各方面。以下是一些應對措施：

首先，政府應制定有關信息管理和監(jiān)管的政策法規(guī)，并啟動有針對性的宣傳教育活動，以加強人們的信息素養(yǎng)。此外，政府還應當投入更多的精力和資源，加強對新聞信息和社交平臺的監(jiān)管和管理，使其內(nèi)容更加客觀中立、準確真實。

其次，企業(yè)可以通過技術手段、人工審核等方式，過濾出虛假、低質量、惡意等信息，并盡量保護消費者的個人隱私信息。企業(yè)還可以積極推廣信息安全意識，引導人們正確使用網(wǎng)絡。與此同時，在產(chǎn)品開發(fā)時應充分考慮用戶體驗，使得信息檢索和獲取更加高效。

第三，媒體應遵循嚴格的新聞倫理和道德規(guī)范，提高自身的新聞質量和可信度，避免以炒作追求點擊率和流量。媒體也應當注意平衡報道內(nèi)容，避免以一個觀點為主導進行報道。

最后，個人應當增強信息素養(yǎng)和判斷力，選擇有可信度的信息來源和內(nèi)容，并避免盲目相信和傳播未經(jīng)核實的消息。人們應加強自我熏陶，提升自身的道德素養(yǎng)和價值觀，并保持批判性思維和分析能力。

綜上所述，解決信息泛濫問題需要各方共同努力，包括政府、企業(yè)、媒體和個人。只要各方共同合作，加強溝通，積極引導和宣傳，才能有效地應對信息泛濫帶來的問題和影響。除了政府、企業(yè)、媒體和個人的共同努力外，還可以采取其他措施來應對信息泛濫問題。

首先，學校和教育機構應當將信息素養(yǎng)和判斷能力納入到課程中，從小培養(yǎng)學生正確獲取、分析和利用信息的能力，提高其信息素養(yǎng)。同時，學校應當加強對網(wǎng)絡監(jiān)管和管理，避免學生沉迷網(wǎng)絡和不良信息影響他們的正常成長發(fā)展。

其次，社會組織和公益機構可以發(fā)揮自身優(yōu)勢，開展相關活動、宣傳信息安全知識，并提供相關服務和資源。這些組織可以與政府、媒體、企業(yè)和學校等機構合作，互相支持和補充，共同推動社會對于信息泛濫的認識和應對。

再次，科技和信息技術的發(fā)展也應當被視為解決信息泛濫問題的一種途徑。技術手段和人工智能可以輔助人們更有效地過濾信息和打擊虛假宣傳，提高信息的真實性和準確性。科技公司應當在研發(fā)及應用新技術的同時，也應當履行社會責任，切實保障用戶數(shù)據(jù)隱私，防止用戶信息被濫用。

最后，全社會都應當營造良好的社會氛圍，加強公共道德教育，并鼓勵人們自覺遵守社會規(guī)范和公序良俗。只有在全社會共同努力下，才能有效地避免和緩解信息泛濫所帶來的問題和影響。

綜上所述，應對信息泛濫問題需要政府、企業(yè)、媒體、學校和個人共同努力。同時，通過社會組織、科技和信息技術的發(fā)展以及營造良好的社會氛圍等多種途徑，也可以有效地促進信息管理和治理，提高人們的信息素養(yǎng)和判斷能力，從而更好地應對信息泛濫問題。隨著信息泛濫問題不斷加劇，人們不僅需要掌握正確的信息獲取和利用方式，同時還需要認識到自身在信息泛濫問題中的責任和作用。

首先，個人需要增強自身的信息素養(yǎng)和判斷能力，避免被虛假信息所迷惑。這需要個人具備從多個角度分析信息的能力，包括對信息來源、傳播途徑和內(nèi)容的了解和判斷。此外，個人還需要對自己的行為負責，不在社交媒體上販賣謠言、傳播虛假信息等行為，構建健康的網(wǎng)絡環(huán)境。

其次，企業(yè)也需要承擔起自身在信息泛濫中的責任。企業(yè)應當秉持誠信經(jīng)營和社會責任，不利用虛假信息牟取暴利。如出現(xiàn)虛假廣告、虛假宣傳等問題，需要及時糾正，并承擔相應的法律責任。此外，企業(yè)還應當加強數(shù)據(jù)保護和隱私管理，確保用戶信息的安全和受保護。

最后，政府在信息泛濫問題中擔負的責任更為重要。政府需要通過完善相關法律、法規(guī)等制度，加強互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管和管理，遏制信息泛濫的發(fā)展。同時，