对流体动力润滑基本方程的再探讨

对流体动力润滑的基本方程重新进行了探讨，严格证明了雷诺方程的右端小于零是在两润滑表面之间形成流体动力润滑的充要条件，指出形成稳定的流体动力润滑并不需要同时具有相对滑动速度和沿速度方向收敛的间隙。在廓清雷诺方程中的挤压作用项和楔形作用项的概念的同时，针对移动表面的润滑问题，提出一个比现在通行的雷诺方程更具一般性的雷诺方程。     

高黏度油润滑弹塑性接触问题数值仿真*

针对高黏度润滑油工况下,已有弹塑性润滑模型计算结果失真的问题,采用半解析法建立弹塑性润滑接触模型,通过逐步增加润滑油初始黏度的方式来进行仿真计算,消除了接触区压力曲线的波动,从而克服先前计算失真的问题;基于各向同性强化准则下的J2流动理论,采用径向返回算法求解塑性应变,并且将塑性应变引起的残余变形考虑至润滑油膜厚度方程中。研究结果表明：弹塑性润滑压力主峰相比于弹流润滑结果明显降低,二次压力峰相对变化较小;弹流润滑的中心膜厚与弹塑性润滑中心膜厚接近,但最小膜厚稍大;对于较高的速度和黏度工况,塑性应变区域会向表面及接触区出口处移动。     

航空高速滚动轴承的摩擦学效应分析

考虑工件表面粗糙度的影响，将部分弹性流体动力润滑理论耦合于高速滚动轴承性能研究之中，建立了高速滚动轴承拟动力学模型，分析了轴承润滑中膜厚比以及粗糙表面纹理方向对滚子转速和保持架转速及滑差率的影响，揭示了高速滚动轴承运动性能的摩擦学效应。     

弹性流体动力润滑理论及其应用(上)

弹性流体动力润滑(以下简称弹流)和边界润滑、流体动力润滑一样,已经发展成为一种公认的润滑状态,其理论也已得到不断的充实和发展,同时,在实际应用方面也取得可喜的效果。弹流作为一项通用理论,它的价值不局限在分析机械零件的运动上,在其他很多领域中,例如轮胎在潮湿路面上的溜滑,人造关节的运动等许多生活现象中,也都受弹流理论的支配。所以国际上某些权威学者认为,弹流理论的建立是经典雷诺方程创立以来,在近代润滑理论中最最重要的进度。一、流体润滑理论简述 1886年雷诺深入研究了滑动轴承的润滑问题,导出了联系油压、油的粘度以及轴承几何尺寸的微分方程——雷诺方程,奠定了流体动力润滑理论的基础。一维流动的雷诺方程为: dp/dx==6μU(h-h_0)/h~3 (1)式中:h及dp/dx为任一截面处的膜厚和沿流动方向的压力梯度;U——轴颈处的线速度;h_0——压力最大处的膜厚;μ——油的动力粘度。     

齿轮的润滑状态及润滑油的选择

本文介绍了齿轮的润滑状态和润滑油粘度的选择。并根据弹性流体动力润油理论计算膜厚比，分析润滑状态和对工作表面接触的影响，选择润滑油。     

滑动轴承二维流场的滑移现象研究

目前对于二维流场及复杂流场的界面滑移分析很少,根据螺旋油楔滑动轴承能使润滑剂产生周向和轴向二维流动的独特的结构特点,考虑周向和轴向两方向的滑移建立基于极限切应力的数学模型,并通过试验和理论对比验证模型的正确性。试验方面运用"目标速度跟踪法"证实了周向和轴向都存在滑移,获知随着供油压力的提高滑移速度有所提高,并且提出轴瓦和轴表面的极限切应力;理论方面运用有限差分法和试验测得的轴瓦和轴表面极限切应力,求解四种状态的广义雷诺方程,发现滑移发生在极限切应力大、间隙小和油膜的封油面区域;考虑界面滑移时,螺旋油楔滑动轴承的承载力和摩擦阻力有所降低;偏心率、螺旋角和转速的变化,影响着承载力和摩擦阻力降低的幅度。     

基于两种流变模型粘塑性流体弹流润滑数值分析结果的比较

基于Evans-Johnson流变模型和理想粘塑性流变模型对粘塑性流体弹流润滑进行了数值求解。结果表明:基于两种模型所得到的油膜压力分布没有本质的区别,但油膜厚度有很大的不同,其中由前者所得的中心膜厚比由后者所得的中心膜厚低。     

弹流润滑中圆柱滚子轴承接触体内应力分析

基于现代弹性流体动力润滑理论和弹性力学理论,建立了高速圆柱滚子轴承非等温时变的弹流分析模型、轴承套圈与滚动体接触时接触体内应力分析仿真模型。用数值分析方法对模型求解,并用Tecplot软件对轴承接触体内应力分布进行仿真。仿真结果分析表明,弹性流体动力润滑中轴承速度及其所受载荷是影响轴承接触体内部应力分布的主要因素;在不考虑其它因素情况下,接触区内中部靠接近表面的区域接触应力最高,改善接触体表面压力,可以有效改善接触体内等效应力分布。     

间歇运动条件下等温弹性流体动力润滑分析

以钢球与玻璃盘之间的纯滚动接触为例,研究间歇运动条件下的等温弹性流体动力润滑,采用多重网格法对钢球与玻璃盘之间的等温弹性流体动力润滑进行数值分析。研究发现,在卷吸速度变化的过程中,中心膜厚和最小膜厚随着卷吸速度的减小而降低,在卷吸速度降为0后,呈现纯挤压的凹陷油膜形状;重新加速以后,在速度为0时间段形成的油膜凹陷将随着运动逐渐移出接触区。与此对应的,中心膜厚值下降,最小膜厚也达到最低值。随后的运动过程中油膜厚度增加,第二压力峰先减小后增加。     

变卷吸速度的点接触热弹流润滑分析

非稳态热弹流润滑一直是研究的热点和难点,针对变卷吸速度的点接触热弹性流体动力润滑问题,利用多重网格积分法,得到变卷吸速度的点接触热弹性流体动力润滑完全数值解。结果表明:卷吸速度的变化会引起油膜压力、膜厚和温度的变化;当卷吸速度变化到一定值时,在接触区会产生油膜的凹陷;凹陷的产生可用“温度-粘度楔”机制解释。     

切削过程绝热剪切带的滑移线场研究

根据滑移线场理论,对于切削过程绝热剪切带内的塑性变形,提出了一种四边界五区域滑移线场模型,并给出了相应的速矢图。定义了包括刀屑摩擦接触边界、刚塑性边界、准刚塑性边界和准自由边界的绝热剪切带滑移线场边界。根据不同的应力边界条件、绝热剪切带内滑移线场应力变化趋势和滑移线场几何形状分析,将绝热剪切带滑移线场划分为五个区域。采用矩阵算子法确定了滑移线场模型的几何参量,给出了求解绝热剪切带内应力分布的方法。采用提出的绝热剪切带滑移线场模型,对于正交切削FV520(B)不锈钢材料,分析计算了由于绝热剪切引起的导裂角随刀具前角和切削速度的变化规律。通过已加工表面几何形貌实验观察,印证了导裂角与已加工表面质量的相关性。     

基于不同流变模型的等温线接触弹流润滑分析

选取Ree-Eyring流体、Bair-Winer流体和Carreau流体建立非牛顿流体等温弹流润滑模型,研究不同流变模型对最小膜厚和中心膜厚影响,并与Newton流体进行比较,同时讨论环境黏度对油膜压力和膜厚的影响。结果表明:基于Carreau流变模型得到的最小膜厚与实测结果最吻合;与Newton流体模型相比,Carreau流变模型和Ree-Eyring流变模型得到的油膜中心厚度较高,其中Carreau流变模型的油膜中心厚度最高,Bair-Winer流变模型得到的中心膜厚最小;与Roelands黏压模型相比,采用Doolittle自由体积黏压模型在中心区域产生较低的黏度;环境黏度高的润滑油油膜厚度增加,第二压力峰值也增大。     

超大滑滚比热弹性流体动力润滑

求出了润滑副两表面反向运动,即滑滚比大于2直至无限大的线接触热弹性流体动力润滑问题的完全数值解,揭示出这种润滑膜的几个特点,如表面的凹陷,随滚滑比的增加第二压力峰并入且逐渐增高压力主峰等,并讨论了温度-粘度楔润滑机理。     

脂润滑轮毂轴承弹流润滑数值分析

基于Ostwald模型建立脂润滑控制方程,运用多重网格法求得等温线接触脂润滑弹性流体动力润滑数值解,得到钢球-沟道的压力分布、油膜形状及最小油膜厚度。针对轿车轮毂轴承的典型应用工况条件,分析工况参数对油膜压力分布和油膜形状的影响。结果表明:脂润滑弹流膜具有与油润滑膜相同的二次压力峰和出口颈缩现象。在轿车轮毂轴承可能的承载条件下,随着载荷的减小,二次压力峰的高度降低,其位置向入口区移动;一定承载条件下,速度增加时,膜厚相应增加,油膜的平行部分缩短,二次压力峰的高度增加,其位置也向入口区移动;一定承载和卷吸速度下,润滑脂流变参数增大时,二次压力峰的高度升高,其位置向入口区移动,膜厚相应增加。     

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。     

恒流量泵凸轮副润滑

本文依据弹流润滑理论,对胜利油田三次采油注聚合物用恒流量三缸往复泵凸轮副润滑状态进行了分析。凸轮副的卷吸速度是凸轮面绝对速度与接触点相对移动速度的组合。在纯滚动时凸轮副推程区的最小油膜厚度为1.63μm,纯滑动时最小油膜厚度为0.93μm。凸轮副膜厚比小于1,凸轮副的润滑状态为边界润滑,使凸轮表面易产生粘着效应和犁沟效应。最后根据膜厚比λ＞ 1．5对润滑油的性能和凸轮副的加工提出了要求。     

基于Evans-Johnson流变模型粘塑性流体弹流润滑的数值计算

推导了基于Evans-Johnson流变模型的雷诺方程,并进行了数值求解,将数值计算结果与基于理想粘塑性流变模型的数值结果进行了比较.结果表明,基于Evans-Johnson流变模型和基于理想粘塑性流变模型所得到的油膜压力分布没有本质的区别,但基于二者的油膜厚度却有很大的不同;在大滑滚比的工况下,由前者所得的中心膜厚度比由后者所得的中心膜厚度低,表明在考虑润滑剂粘塑性的弹流润滑研究中,选用合适的润滑剂流变模型很重要。     

凸轮弹性流体动力润滑油膜厚度计算的新方法

本文先给出了全膜线接触弹流膜厚计算的统一公式，应用弹性流体动力润滑理论，探讨了凸轮油膜厚度的计算方法，利用MATLAB软件编制的程序可计算凸轮弹性流体润滑油膜厚度，凸轮膜厚比λ，从而能判断摩擦副之间的润滑状态，并对判断凸轮表面损伤坏形式，减少两接触表面的磨损，凸轮参数优化设计和使用寿命预测等具有重要意义。     

点接触混合润滑的数值求解方法

基于半系统法的统一Reynolds方程,对点接触混合润滑进行数值模拟。在流体润滑区,采用Reynolds方程求解流体压力,在固体接触区采用简化Reynolds方程求解压力。弹性变形使用离散卷积-快速傅里叶变换(DC-FFT)计算。为了加快迭代收敛速度,在数值求解过程中使用渐进网格加密(Progressive Mesh Densification,PMD)算法。数值模拟结果表明,该模型可以快速地求解光滑和粗糙表面条件下的各种润滑情况,包括全膜、混合和边界润滑;随着卷吸速度的增加,润滑状态从边界到混合再到全膜润滑是个光滑过渡的过程。     

国外摩擦磨损润滑文献索引

弹性流体动力润滑 ①“根据测量压力和温度的分布确定弹性流体动力润滑元件中的应力”,Hofman,5.等,《Wear》,1938,Vol.123,No.3,333~344 ②“矿物油分子量的分类对向心球轴承疲劳寿命的影响”,Takata,1诬.等,《同上》,293一302. ③“齿轮传动的表面强度与润滑刘的流变特性”,W