超大滑滚比下角接触球轴承热弹性流体动力润滑分析

在滑滚比大于2的工况下,考虑了滑滚比对无保持架角接触球轴承热弹性流体动力润滑的影响,利用Ree-Eyring流体模型,使用多重网格法求解压力和膜厚,多重网格积分法分析弹性变形,逐列扫描技术求解温度场。结果表明:随着滑滚比的增大,压力峰和油膜凹陷朝接触区中心移动,且其值与油膜剪应力逐渐增大,油膜温升与流场波动呈先减小后增大的趋势;在零卷吸工况下,压力曲线两侧出现2个小的压力峰,但在较小滑滚比下不出现。     

一个表面带单粗糙峰的线接触时变微弹流润滑数值分析

通过数值求解研究了一个固体表面的单粗糙峰对两固体形成的线接触时变弹流润滑区压力、膜厚分布曲线的影响。结果表明：粗糙峰的出现，使其对应位置上的压力、膜厚发生急剧变化；粗糙峰的移动，对压力和膜厚的变化、固体表面的凹陷现象以及Hertz接触区的出口颈缩均有不同的影响；另外，压力峰和油膜形状随着粗糙峰幅值和半波长的变化而变化。结果亦表明：准稳态解比时变解过高地估计粗糙峰对压力和膜厚的影响。     

线接触弹流润滑综合数值分析

应用多重网格法和多重网格积分法数值求解rNewton流体和Ree-Eyring流体线接触等温和热弹流润滑问题，分析了滑滚比对摩擦因数的影响，指出了润滑油的流变性和热效应对线接触弹流润滑油膜粘度的影响，以及不同滑滚比时压力、膜厚和温度的分布规律。结果表明：等温润滑时的摩擦因数随着滑滚比的增加而增加，热弹流润滑时的摩擦因数随着滑滚比的增加先增加后减小，热效应和非牛顿流体的剪稀作用均会使润滑油的等效粘度降低，从而影响摩擦因数；热效应的存在使油膜变薄，且在所讨论的工况条件下Newton流体的膜厚比Ree-Eyring流体的稍薄，热效应使第二压力峰变矮，且Ree-Eyring流体的第二压力峰矮于Newton流体的第二压力峰；纯滚动时，Ree-Eyring流体的温度比Newton流体的温度高，有滑滚比时，Newton流体的温度比Ree-Eyring流体的温度高，且油膜的温度随滑滚比的增加而增加。     

滑滚比对于线接触往复运动工况的影响

应用数值分析方法研究了滑滚比对于线接触往复运动工况下的热弹性流体动力润滑的影响.计算结果显示:滑滚比显著影响油膜的摩擦学性能,尤其是油膜中的温升.在冲程末端,由于温升很小,油膜厚度受滑滚比的影响也小.随卷吸速度的增加,温度随滑滚比的增加而增加,从而膜厚随之变薄.滑滚比的增加造成了油膜的波动部分的延迟.     

润滑油黏度和接触椭圆比对纯挤压热弹流润滑的影响

采用数值方法研究润滑油环境黏度和接触椭圆比对纯挤压热弹流油膜特性的影响。结果显示:随着黏度的降低,冲击-反弹总时间延长,中心压力峰值降低,第二压力峰变矮;与此对应的中心膜厚降低,中心温升也降低。随椭圆比的增加,冲击-反弹时间缩短,中心压力曲线的主峰和第二压力峰逐渐融合,压力幅值降低;中心膜厚则先增加后降低,最小膜厚则逐渐增加。与中心压力曲线的分布类似,中心温度的第二峰和主峰也逐渐融合,总体温升降低。     

大滑滚比条件下非牛顿流体线接触热弹流润滑分析

研究在大滑滚比条件下,光滑表面Ree-Eying流体热弹性流体动力润滑接触中油膜的变化。建立大滑滚比下使用Eying流体的时变热弹流数学模型,使用多重网格方法求解雷诺方程、弹性变形方程,使用逐列扫描法求解油膜和固体能量方程,获得大滑滚比情况下非牛顿流体线接触热弹性流体动力润滑数值解。结果表明:随着滑滚比的增大,压力凸起、油膜起始于接触区右侧且不明显,此后随着滑滚比的增加,压力凸起和油膜凹陷逐渐向中心接触区移动,压力峰变大,中心凹陷加深。同时温度曲线也逐渐升高,中高速条件下油膜最大温升曲线的凸起也是起始于接触区右侧最后移动到接触区中心。     

水基磁流体轴承的微观弹流润滑分析

采用多重网格法和多重网格积分法对水基磁流体润滑轴承进行弹流润滑分析,在雷诺方程中考虑了热、非牛顿、磁场和时变的影响,探讨了粗糙度因素对弹流润滑性能的影响。分析中对比了轴-轴承双面和轴承单面带有正弦粗糙度时的润滑膜膜厚和压力的分布,并研究了双面都带有粗糙度相位不同时润滑膜压力和膜厚的分布。数值分析结果表明,两个表面都存在相同的粗糙度时,在波峰相对处的膜厚更小,压力更大,在波谷相对处的膜厚更大,压力更小;随着一个表面的粗糙峰远离另一个表面的粗糙峰时,膜厚和压力波动减小,润滑膜的最小膜厚逐渐增大,最大压力逐渐减小,直到润滑膜的粗糙峰与粗糙谷相对时,膜厚和压力不在波动,最小膜厚达到最大,最大压力达到最小。然后当这个表面粗糙峰再继续接近下一个表面粗糙峰时,膜厚和压力的波动增大,润滑膜的最小膜厚又开始减小,最大压力又增大,直到润滑膜的粗糙峰与粗糙峰相对时,膜厚和压力波动最大,最小膜厚达到最小,最大压力达到最大。     

指数率水基磁流体滑动轴承微观热弹流润滑分析

基于考虑热、磁场和指数率非Newton效应的Reynolds方程,探讨了水基磁流体滑动轴承表面粗糙峰值及波长对润滑膜压力、膜厚和温度的影响,结果表明:随着表面粗糙峰值的增大,水基磁流体润滑膜的压力、膜厚和温度的波动幅度越来越大,润滑膜膜厚逐渐减小,温升逐渐增大;随着波长的增大,水基磁流体润滑膜的膜厚波动越来越稀疏,润滑膜膜厚逐渐增大,温升逐渐减小。     

线接触零卷吸弹流条件下的急停分析

对滚珠丝杠、滚珠蜗杆、无保持架滚柱轴承中常见的零卷吸状态下的急停问题进行热弹性流体动力润滑模拟；采用不同的初始零卷吸表面速度和急停时间，探讨线接触零卷吸条件下发生急停时油膜压力、膜厚和温升的变化。结果表明：相同急停时间下，中心压力和中心膜厚在急停过程中逐渐增大，随初始零卷吸表面速度的增加而轻微减小；初始零卷吸表面速度相同时，中心压力和中心膜厚均随急停时间的增加而逐渐增加；油膜的温度峰在急停前期缓慢下降，而在急停后期急剧下降。零卷吸工况下的急停会造成运动过程中接触区中心压力的急剧增加，会导致两接触固体间的应力远超过材料的屈服极限，使两接触表面会发生塑性变形，造成表面损伤。     

表面波纹度对超大滑滚比条件下线接触热弹流润滑的影响

采用数值分析方法研究超大滑滚比(2.0≤S≤∞)条件下表面波纹度对线接触热弹流润滑(EHL)的影响。分析在不同滑滚比条件下的表面波纹度的变形情况,研究表面速度和载荷对零卷吸工况下的油膜厚度、压力和温度分布的影响。结果表明,在大滑滚比条件下下,表面波纹度的变形随滑滚比的增加而减小;油膜凹陷深度和压力峰高度随表面速度降低而增加外,温升随表面速度增加而增加。     

表面粗糙度对三叉杆滑球式万向联轴器弹流润滑特性的影响*

为了研究表面粗糙度对三叉杆滑球式万向联轴器滑球与滑道之间弹流润滑特性的影响,基于线接触等温弹流润滑数值计算模型,建立考虑表面粗糙度的线接触等温弹流润滑数值计算模型。采用随机表面粗糙度来代替实际的粗糙表面,计算中采用Newton-Raphson方法对方程进行数值求解,改变表面粗糙度的幅度和间距来研究它们对膜厚和〖JP2〗压力的影响。结果表明：改变表面粗糙度幅度后,膜厚曲线和压力曲线在中心区域产生波动,随着表面粗糙度的增大,两者波动程度逐渐剧烈,产生的压力波动区域的局部压力较大;表面粗糙度间距缩小一倍后,膜厚曲线和压力曲线在波动区域所产生的波动程度更密,随着表面粗糙度的增大,两者波动程度逐渐剧烈,膜厚和压力最大值略微增大。     

波动表面的等温弹流润滑分析

对具有波动表面的弹流润滑问题建立了数学模型,得到一种普遍的波动表面的点接触非稳态弹流数值算法.以准稳态解为初始条件,逐个周期求出了波动表面的等温牛顿流体弹流润滑的数值解,研究了两接触表面均带横向或纵向粗糙度的等温弹流润滑问题,分析了粗糙峰对压力和膜厚的时变影响,对比了接触表面带不同粗糙度的润滑性能,讨论了幅值和波长对压力和膜厚的影响.结果表明:接触区两表面的粗糙峰的叠加将产生更高的局部压力峰,膜厚变薄,粗糙峰的振幅越大,波长越短,对点接触弹流润滑越不利.     

单粗糙峰的时变等温线接触弹流润滑分析

求得了带单粗糙峰时变等温线接触弹流润滑问题的完全数值解，分析了单粗糙峰对压力、膜厚的影响。结果表明，单粗糙峰造成接触区对应位置油膜压力剧烈变化而膜厚变薄。讨论了单粗糙峰半波长、速度和载荷参数分别变化时对压力和膜厚的影响，最后比较了时变解和准稳态解。     

不同粗糙纹理对齿轮齿条热弹流润滑的影响

将齿轮齿条的传动模型简化为圆柱与无限大平面之间的运动,建立考虑齿轮和齿条齿面粗糙纹理影响的齿轮齿条传动的热弹流润滑模型。采用牛顿流体,压力求解采用多重网格法,弹性变形采用多重网格积分法,计算得到不同粗糙纹理下的压力与膜厚,并与光滑表面进行比较,同时比较考虑热效应与等温情况下的压力与膜厚。计算结果表明:受粗糙纹理的影响,齿轮齿条传动机构的压力、膜厚和温升出现波动,最小膜厚变薄;矩形和三角形粗糙纹理表面粗糙峰和粗糙谷内都会形成局部的弹流现象,产生局部压力峰;考虑热效应时粗糙纹理表面的温升呈现波动,而压力和膜厚的波动幅度更大,考虑热效应的齿轮齿条传动机构的弹流润滑分析更符合工程实际。     

供油条件对线接触热混合润滑性能的影响

为提高齿轮、圆柱滚子轴承等线接触副零件的润滑性能,有必要研究供油条件对其混合润滑特性的影响。基于平均流量模型,建立考虑供油条件的线接触非牛顿热混合润滑模型。将入口供油量作为控制乏油程度的参数,同时考虑膜厚比(最小膜厚与粗糙度的比值)与粗糙峰接触载荷比(粗糙峰接触载荷与总载荷的比值)来判断润滑状态,研究供油量、速度、接触副材料和环境黏度对混合润滑性能的影响。结果表明：随着供油量的增加,膜厚比增加,粗糙峰接触载荷比减小,最小膜厚与中心膜厚逐渐增大,平均摩擦因数逐渐减小,油膜最高温度逐渐增加,但最终都趋于稳定值;对于3种不同接触副(钢-钢、钢-Si₃N₄和Si₃N₄-Si₃N₄),钢-钢接触副的总压力与油膜温度最低,Si₃N₄-Si₃N₄接触副的总压力与油膜温度最高;在充分供油时,Si₃N₄-Si₃N_...     

表面形貌对粗糙接触界面流体润滑特性的影响

为探究不同表面形貌对粗糙接触界面液体润滑特性的影响，基于有限差分法结合雷诺方程和膜厚方程，研究阶梯形貌、波纹形貌、随机形貌和峡谷形貌4种不同粗糙接触界面液体润滑时的载荷分布及规律。研究发现：4种粗糙表面的三维载荷分布规律都与其表面形貌相对应，在波“峰”处载荷大，摩擦力随载荷的增大而增大，在波“谷”载荷小，摩擦力随载荷减小而减小；4种粗糙表面的载荷随表面展开面积比的变化趋势却有所不同；随表面展开面积比的增大，阶梯形貌表面的载荷呈线性增大，波纹形貌表面的载荷基本不变，随机分布形貌表面的载荷呈增大趋势，峡谷形貌表面的载荷呈先增大后减小的变化趋势。研究结果可以进一步补充现有表面形貌表征和流体润滑等相关研究理论。     

表面波纹度对工业链套筒-销轴铰链副热弹流润滑的影响

运用弹流润滑理论,针对工业链中套筒和销轴之间的接触,采用无限长线接触热弹流模型研究表面波纹度对不同型号链条接触区的油膜厚度、压力及温度的影响。结果表明:表面波纹度会引起油膜压力、膜厚和温升的显著波动;对于小的当量曲率半径,膜厚波动的振幅同表面波纹度的差距很大,接近100%,但是随着当量曲率半径的不断增大,膜厚波动的振幅逐渐降低,最后表面波纹度已不发生弹性变形;膜厚的波纹度振幅变化还与波纹度的波长有关,波长越长,波纹度振幅变化的速度越慢;在某些特定接触条件下,波纹度表面可以形成比光滑表面更厚的油膜。     

微观随机粗糙表面接触有限元模型的构建与接触分析

基于相关文献提出粗糙表面模拟方法,通过软件工具在ANSYS中建立微观粗糙表面接触有限元模型,利用该模型分析载荷对弹塑性变形和接触面积的影响。结果表明:随着正压力的增大,粗糙表面上不断地有微凸峰与平面发生弹性接触变形,接触斑点(或接触斑点群)的数目逐渐增加,斑点中心区域的弹性变形很快达到最大,微凸峰负荷变形的同时也使斑点四周区域受到挤压;初始接触时,轮廓高度较大的微凸峰率先发生弹性变形,随着压力的增大,金属材料所受应力达到屈服极限同时粗糙表面的弹性变形和塑性变形的集中区域不断增加,真实接触面积不断增大;接触区数目的增多和接触区面积的增加都可以导致接触面上真实接触面积增加;随着压力的增大,真实接触面积的增大并不是由于接触区数目的增多,而是微观接触区面积的增大。     

粗糙峰和粗糙谷对直齿圆柱齿轮热弹流润滑的影响

利用多重网格技术,研究了表面粗糙度对渐开线直齿圆柱齿轮非牛顿热弹流润滑的影响。从同一啮合线和不同啮合时刻两方面,分别讨论了粗糙峰和粗糙谷对直齿圆柱齿轮弹流润滑的影响,并且将这些解与光滑解进行比较。结果表明,粗糙峰和粗糙谷分别给接触区内带来了压力的单峰和双峰,但对膜厚的影响却不大。     

温度对湿式离合器摩擦副润滑及摩擦特性的影响

考虑局部温升的影响,建立了平面接触热混合润滑模型。分别对正弦粗糙表面、Gauss粗糙表面进行仿真计算,分析了温度对湿式离合器摩擦副间油膜厚度、局部压强分布、局部温升、油膜和微凸峰承压比的影响。结果表明,随着温度的升高,摩擦副间油膜厚度减小,微凸峰接触数量增多,局部温升增大,微突峰承担的载荷逐渐增大,而润滑油膜承担的载荷虽然有所减小,但依然非常显著,不可忽略。