计入固液界面作用的润滑热力学模型与分析

摩擦与润滑过程是典型的能量耗散过程,在机理上与非平衡热力学中的熵增、耗散结构等理论颇有相似之处.通过热力学分析可以对一些典型的摩擦磨损过程做出合理的机理揭示与推测.本文利用热力学理论对典型的润滑过程进行了建模分析.采用分离压模型表征和计入了微尺度下的固液界面作用,揭示分析了润滑热力学模型与润滑状态Stribeck曲线的联系.从分析计算结果来看,润滑Stribeck曲线的摩擦系数最低点与系统热力学上的熵增率最低点具有相当好的对应关系,而润滑状态从弹流润滑向薄膜润滑的转变过程,可以用耗散结构理论加以机理解释.文中的热力学模型和方法能够有效地体现出润滑过程中多物理要素跨尺度非线性耦合的作用,对实际工程与实验有着重要的指导作用.