本技术一种固体润滑齿轮副磨损行为的跨尺度分析方法,属于跨尺度分析技术领域;方法步骤包括:基于固体润滑齿轮副在空间环境中的运动特性,建立固体润滑齿轮副的分子动力学模型;所述分子动力学模型包括压头及位于其两侧的上/下基体,其中压头用于模拟齿轮副的从动轮,上/下基体用于模拟齿轮副的主动轮,并在压头与上/下基体表面建立固体润滑涂层的模型;基于所述动力学模型进行模拟运动;对分子动力学模型中的下基体施力,使其带动压头运动,通过模拟得到固体润滑齿轮的摩擦系数;将分子动力学模型得出的摩擦系数引入有限元仿真模型,进行有限元仿真模型的磨损仿真。本发明有效解决了空间环境下固体润滑齿轮副寿命难以预测的问题。
背景技术
齿轮传动系统广泛应用于空间机械臂的传动关节和太阳翼驱动装置,是机械臂完成航天器在轨装配以及太阳翼完成对日定向等关键动作的核心部件。由于空间环境的恶劣和复杂,传统的油脂润滑剂在空间环境中难以胜任航天任务,二硫化钼固体润滑剂因其在空间环境中的优异摩擦磨损性能,被广泛运用于各类空间机械结构。现有研究只对固体润滑涂层在空间环境齿轮传动系统中的作用进行了定性分析,但是由于固体润滑涂层的微观以及齿轮的宏观特性,难以将它们联系起来进行研究。本发明针对固体润滑齿轮副的摩擦磨损问题,采用分子动力学模拟和有限元仿真相结合的跨尺度分析方法,对固体润滑齿轮副的摩擦磨损特性进行了研究。
由于目前常用的摩擦磨损试验机难以模拟齿轮副的滚滑运动,固体润滑剂在齿轮传动系统中的润滑性能没有较为深入的研究;且在地面环境下,难以模拟空间环境下的固体润滑齿轮副实验模型,得出的实验数据误差较大。
实现思路