第十五届全国表面工程青年学术会议

摘要：航空航天运动机构的高指向精度和长寿命由良好的润滑方式决定。MoS₂作为常见的固体润滑材料，其自身特殊的六方层状晶体结构表现出优异的自润滑性能，广泛应用于空间光电跟瞄转台和太阳能电池驱动装置等空间精密运动机构。然而，目前针对空间机构固体润滑膜MoS₂摩擦磨损特性的理论模型、数值仿真至实验验证及其与温度、转速和载荷三种环境工况参数的相关性尚未完全进行系统性研究，因此，本文提出了一种高精度的摩擦磨损模型揭示固体润滑膜MoS₂摩擦磨损特性与工况参数之间的内在规律，可实现机构寿命和精度的理论预测。首先，开展真空环境下多工况的固体润滑膜MoS₂销盘式摩擦磨损实验，建立与温度、转速和载荷三种工况参数相关的高精度MoS₂摩擦系数模型，该模型与实测结果拟合效果较好，最大相对误差仅为3.47%，将其代入至ABAQUS二次开发 Umeshmotion子程序数值计算和预测磨损深度。通过白光干涉仪测试失效模式，结合Archard理论建立磨损深度模型，对比验证基于高精度摩擦磨损模型有限元分析磨损深度的可靠性及有效性。结果表明：有限元数值计算与实测磨损深度之间的相对误差为5.26% ，多工况下固体润滑膜MoS₂摩擦磨损特性的研究为理论预测空间精密运动机构的寿命和精度提供了重要参考和理论指导。

关键词：空间机构；固体润滑膜MoS₂；多工况参数；摩擦磨损模型；ABAQUS子程序

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