表面织构可以改善摩擦副的摩擦学性能,在机械密封、缸套-活塞环、推力轴承等许多方面得到了广泛的应用,但在径向滑动轴承方面,目前仍处于理论和实验研究阶段。为了开展表面织构在径向滑动轴承的应用研究,改善轴承的润滑性能,应用ADINA软件建立表面织构轴承有限元模型,探讨表面织构的材料、形状、尺寸、布置位置,以及材料变形(弹性变形和热变形)、运行工况等参数对轴承润滑性能的影响规律,并在此基础上进行织构轴承试验研究,验证理论分析的正确性与可靠性。研究工作和成果如下:(1)建立了径向滑动轴承润滑性能计算模型,对比了采用完整油膜和下半油膜计算得到的轴承润滑性能,两种模型结果误差约为2%。结果表明,采用下半油膜代替完整油膜的计算方法可行,可节省大量时间,加密网格能得到更精确解。(2)在下半轴瓦上设计了若干种局部织构布置情况,分析了织构布置位置对轴承润滑性能的影响。计算表明,织构布置位置对轴承承载力有重要影响。当织构布置在油膜入口区域或发散区域时,可提高油膜承载力。入口区域的浅凹坑织构更有利于提高油膜承载力,而发散区域织构情况刚好相反。最大压力区域的织构不会提高油膜承载力。当部分织构位于油膜入口区域或出口区域时,可以降低轴承摩擦因数。(3)分别建立了局部表面织构轴承性能计算的刚性模型、流-固耦合模型和热-流-固耦合模型,分析了材料的弹性变形、热变形和润滑油粘度对轴承润滑性能的影响。结果表明:仅计入材料弹性变形时,织构轴承承载性能下降,弹性模量越小的材料,其变形量越大,承载力下降越多。同时计入轴瓦材料的弹性变形和热变形时,轴瓦上油膜承载力比仅计入弹性变形时增大。计入润滑油粘度随温度变化时,承载力随着滑油温度的升高而下降,润滑油粘度成为影响承载力变化的主要因素,热变形其次,弹性变形的影响最小。不同材料轴瓦的摩擦因数随润滑油温度升高而下降,白合金轴瓦的摩擦因数最小,非金属材料轴瓦摩擦因数较大。(4)开展了织构轴承润滑性能试验研究。研究结果表明,在低载荷时,完全织构和局部织构轴瓦的摩擦因数均低于无织构轴瓦。高转速(1 000 r·min-1)时织构对油膜压力分布的影响不明显。当载荷不变轴颈转速提高时,最大油膜压力下降,偏心率减小,油膜厚度增加,流体动压润滑效果加强。