齿轮表面纹理设计模型

多物理场耦合预测

该模型首次同时整合粗糙度、纹理几何、热效应与空化，能够预测齿轮表面塑性变形与磨损风险，为高性能齿轮的纹理优化提供设计依据。

Shiqiang, Xie · 唐进元 · 邵文 · You, Shengyu · Su, Xubin

International Journal of Mechanical Sciences 2026

技术优势

捕捉多场耦合

模型同时求解流体压力、膜厚、温度和应力，避免了传统解耦方法的误差。

揭示空化后果

模型揭示空化虽起于低压区，却能重新分布压力，导致非空化区应力集中和膜厚减薄，从而预判磨损风险。

适用于纳米润滑剂

通过纳米润滑剂案例验证，模型能准确捕捉其流变增强和热调控效应，拓展了应用范围。

应用场景

• 齿轮耐磨设计：预测塑性变形起始条件，指导避免磨损的纹理设计。
• 表面织构优化：通过控制空化来优化纹理，增强耐久性。
• 润滑性能预测：输出压力、膜厚和温度场，评估润滑状态。
• 齿轮寿命评估：评估表面塑性变形和磨损风险，预测寿命。