线接触部分弹性流体动力润滑的研究

本文获得了中轻载及重载工况下粗糙表面间的等温部分弹流线接触问题的完全数值解,求得了在有表面粗糙影响的条件下,线接触润滑的流体动压力和粗糙度接触压力、油膜厚度以及接触载荷,并且研究了粗糙度及其纹理方向对线接触弹流润滑中的接触载荷、中心膜厚、最小膜厚以及二次压力峰的大小和位置的影响,同时也研究了部分弹流润滑条件下,各种工况参数变化对润滑性态的影响。     

分形粗糙面的主轴承弹流脂润滑分析

为探究弹性流体动压润滑(弹流润滑)状态下RV减速器主轴承接触表面之间的润滑特性,基于润滑脂的非牛顿特性以及粗糙表面分形理论,提出一种主轴承的点接触弹流脂润滑数值模型。首先,对该模型进行数值求解,得到脂膜压力、脂膜厚度的分布规律;然后,将其分别与其他点接触弹流润滑模型的数值结果和实验结果进行对比,验证了所建模型的正确性;最后,分析了主轴承表面光滑和粗糙状态下流变指数、分形维数、卷吸速度、载荷和润滑脂黏度对润滑性能的影响。结果表明:润滑脂的非牛顿性越明显,脂膜厚度越小且颈缩现象愈加不明显,接触区附近脂膜压力越符合赫兹压力分布,二次压力峰逐渐消失;考虑主轴承分形粗糙表面的弹流润滑特征更切合实际,增大分形维数,接触区真实接触面积增大,有利于降低脂膜压力,增加脂膜厚度;卷吸速度、载荷和润滑脂黏度对脂膜厚度分布的影响显著,对脂膜压力分布的影响较小;脂膜厚度以及最小膜厚越大,主轴承接触区脂膜不易破坏且越容易形成动压润滑。     

表面划痕对滚子副润滑状态的影响

基于试验中观察到的滚子表面划痕现象,采用数值方法研究了不同供油条件下,划痕对滚子副润滑性能的影响,并与已有试验进行了比较,讨论了划痕长度和深度的影响.结果表明,划痕会影响滚子副的油膜压力和厚度,使得划痕中心油膜压力减小,膜厚增加;同时,划痕边缘处油膜压力增大,膜厚减小.供油层厚度越小,即乏油程度越严重,划痕边缘处的油膜压力及其梯度越大,膜厚越小.划痕越长,划痕越深,划痕中心的油膜压力越低,而膜厚越大.因此,划痕虽增大了滚子副划痕中心的膜厚,降低其压力,但同时增大了划痕附近的压力,减小了膜厚,在乏油条件下尤其如此,因此,划痕会加速滚子副的局部磨损.     

线接触流变弹流润滑的Reynolds方程及应用

将描述弹流接触区润滑油流变特性的流变模型归结为三类，导出了适用于第一，二类流变模型的线接触流变弹流润滑Reynolds方程。该方程可用于求解线接触流变热弹流润滑问题的油膜厚度，压力分布，牵曳系数等，以Bair-Winer模型为例，应用多重网格方法，得到了线接触流变热弹流润滑问题的完全数值解。     

线接触流变弹流润滑的Reynolds方程及应用

将描述弹流接触区润滑油流变特性的流变模型归结为三类 导出了适用于第一、二类流变模型的线接触流变弹流润滑Reynolds方程 该方程可用于求解线接触流变热弹流润滑问题的油膜厚度、压力分布、牵曳系数等 以Bair Winer模型为例 ,应用多重网格方法 ,得到了线接触流变热弹流润滑问题的完全数值解     

线接触微极流体弹流润滑及其完全数值解

本文应用A.C.Eringen的微极流体理论,对含有固体微粒添加剂的润滑流体进行线接触弹流润滑理论分析。对于不可压缩的微极流体,采用Newton-Raphson法求得等温弹流润滑的完全数值解,从而获得不同工况下弹流润滑的压力分布和油膜形状。计算结果表明,微极流体较之牛顿流体,其压力分布无明显改变,而油膜厚度则显著增加。     

乏油状态下准双曲面齿轮传动润滑机理分析

在工程实际中,准双曲面齿轮不可避免地因润滑剂供给不足导致乏油问题,鉴于此,综合考虑了啮合区接触几何、粗糙形貌、入口区供油量、啮合界面速度矢量任意性等因素,建立了乏油状态下准双曲面齿轮传动界面任意速度矢量润滑分析模型,开展了乏油分析模型结果与文献实验数据的对比研究,数值分析了不同入口区供油量条件下准双曲面齿轮传动界面啮入点、啮合中点和啮出点的油膜演变规律,探讨了转速对不同供油量条件下传动界面润滑性能的影响。结果表明：乏油分析模型结果与文献实验数据取得了良好的一致性;随着入口区供油量的减小,3个啮合点油膜厚度的差异逐渐减小,当供油量减小到某一值时,3个啮合位置的油膜厚度基本一致;在不同的供油量下,转速对润滑状态的影响较为显著,油膜厚度随着转速的增加而升高,但是,转速升高到某一值时,乏油条件下的油膜厚度值将趋于稳定,而充分供油条件下的油膜厚度值将会继续增大。     

线接触部分热弹性流体动力润滑的研究

重载工况条件下的点、线接触机械零件如齿轮、滚动轴承和凸轮及其从动件的设计和选用越来越依赖于弹流及部分弹流理论这些现代润滑理论的支持。由于现代机械传动装置日益向着大功率、高速度方向发展，为了提供适用于重载、高温、高速工况下的润滑分析方法，本文对重载工况下线接触部分热弹流问题进行了研究并获得了相应的数值结果，求得了不同工况条件和不同表面形貌条件下的流体动压力和粗糙接触压力分布、名义油膜厚度分布、润滑油和固体表面的温度分布以摩擦拖曳力，揭示了重载线接触部分热弹流润滑特性。     

滤波减速器转臂轴承混合润滑性能分析

综合考虑滤波减速器转臂轴承的载荷、接触几何、真实表面粗糙度等因素的影响,建立了转臂轴承的混合润滑数值分析模型,分析了额定工况和不同转速、温度下轴承接触区的油膜比厚、接触载荷比和下表面应力等参数,并在此基础上探讨了沟曲率半径和表面粗糙度对转臂轴承混合润滑特性的影响。结果表明：提高转速可使接触区由边界润滑进入全膜润滑,润滑性能改善;环境温度升高将导致润滑剂粘度下降,致使润滑状态恶化,下表面应力增大;内沟曲率半径增加导致内滚道接触区下表面应力增大,油膜比厚先减后增再单调递减;外沟曲率半径增加导致外滚道接触区下表面应力持续增大,油膜比厚先略有上升后一直减小;减小表面粗糙度改善界面润滑状态,但过小时并不能减少干接触,反而还会增加下表面应力和提高加工成本。     

滚滑接触非牛顿体弹流润滑热效应分析

机械系统中广泛存在滚滑点接触副，本文用非牛顿体弹流理论分析这种问题的润滑机理，通过数值模拟得到了三维弹流润滑接触区的内的压力分布，油膜厚度分布和剪应力；进一步研究剪切发热和润滑剂压缩性发热得到三维温度分布。     

面齿轮等温点接触弹流润滑分析

建立面齿轮等温点接触弹流润滑模型,通过F O R T R A N语言编程计算面齿轮的油膜厚度和压力;分析小齿轮转速、面齿轮所受载荷和润滑油黏度对面齿轮润滑特性的影响。研究结果表明:转速和润滑油黏度越大,油膜厚度也越大,而载荷越大油膜厚度越小;二次压力峰随转速和润滑油黏度的增大而越明显,但随载荷的增大而趋于消失。     

轴承微极流体弹流润滑的三维数值解

根据润滑理论,考虑弹性变形,推导了轴承微极流体弹流润滑三维问题的Reynolds方程.结合约束条件,利用编程软件分别模拟出了点接触和线接触微极流体弹流润滑条件下的三维数值解,数值结果更加直观形象地呈现了空间三维油膜压力和膜厚的数值分布情况.     

点接触乏油弹流润滑数值分析

从线接触乏油弹流润滑数学模型出发,以润滑油膜起始点位置为参数,根据接触区内流量连续条件,建立了点接触乏油弹流润滑的数学模型,运用多重网格方法和Matlab数值计算工具,对模型进行数值分析,根据分析结果总结了乏油弹流润滑的特点。     

考虑弹流润滑效应的高速角接触球轴承刚度特性研究

高速角接触球轴承的刚度特性对航空发动机转子系统的动态特性有着重要影响。为获得油润滑条件下角接触球轴承刚度特性,需要考虑弹流润滑效应对轴承刚度的影响。基于Jones拟静力学模型,建立了考虑弹流润滑影响的耦合滚动体/套圈接触刚度和油膜刚度的滚动轴承刚度计算模型。应用滚动轴承刚度计算模型分析了弹流润滑效应对角接触球轴承刚度的影响规律。研究结果表明:与不考虑弹流润滑效应的情况相比,考虑弹流润滑效应的角接触球轴承刚度有较明显的降低;较之轴承轴向刚度,轴承径向刚度对弹流润滑效应更为敏感;在考虑弹流润滑效应的情况下,润滑油动力黏度和黏压系数的增大均使得轴承刚度减小,黏温系数的增大仅使得轴承径向刚度增大,但对轴向刚度几乎没有影响;随着转子转速的升高,弹流润滑效应对轴承径向刚度的影响愈加明显,但对轴向刚度的影响逐渐弱化;随着轴向载荷的增加,弹流润滑效应对轴承刚度的影响缓慢增大;随着径向载荷的增加,弹流润滑效应对轴向刚度的影响缓慢减小,而对径向刚度的影响则几乎保持不变。     

载荷冲击时歪斜滚子副的动态润滑问题研究

考虑常温条件下轴承歪斜状态时,滚子副在载荷冲击工况下的瞬时动态润滑问题,分析载荷冲击及歪斜角对滚子副动态润滑的影响。结果表明：膜厚及压力的变化很大程度上取决于油膜的分散与聚拢运动,负荷突增会导致油压陡增、聚拢运动强化、膜厚减薄、油膜接触区扩张;载荷冲击时,与未歪斜时轴承滚子的膜厚和压力相比,歪斜后轴承滚子压力的最大峰值随时间推移明显增大,最小膜厚的变化幅度增大;实际工况下多数时刻,歪斜滚子副的最小膜厚变得更薄,最小膜厚处为滚子端部。     

滤波减速器轮齿表面瞬态微观弹流润滑模型

针对滤波减速器接触齿对多、齿间润滑状况复杂这一问题,建立了滤波减速器轮齿弹流润滑模型.该模型综合考虑了啮合齿对载荷分配、齿面几何间隙以及齿面加工粗糙度等因素,并采用牛顿(有限元)法实现了该润滑模型的完全数值解,得到了齿间油膜厚度、油膜压力沿啮合线的分布规律以及粗糙度对轮齿润滑特性的影响.结果表明:齿间油膜厚度和压力沿着啮合线变化,且存在着振荡和突变现象;加工粗糙度会导致齿面油膜厚度减小,润滑情况变差;正弦波状粗糙度表面的压力、膜厚值接近于真实粗糙度表面,一定程度上可以采用正弦波状粗糙度模拟齿面真实加工粗糙度.     

高速滚子轴承运动学与弹流理论的耦合分析

提出了研究高速圆柱滚子轴承的运动学性能和耦合弹性流体动力润滑理论（简称弹流理论）的分析方法，直接采用弹流理论计算滚动体与轴承套图接触区的油膜厚度、油膜动压力及润滑剂牵引力，并在此基础上分析了不同工况条件下轴承的各运动零件的运动情况，所获得的分析结果得到了实验的支持。     

弹流润滑油膜测试仪的研制

利用阻容振荡原理，通过参数优化，研制了一台弹性流体动压润滑（简称弹流润滑）油膜测试仪．该仪器不仅能测量全膜状态下的弹流润滑油膜厚度，也可用于分析部分膜润滑状态下的非金属时间接触率．油膜厚度的测试结果与理论计算结果基本一致．     

车用滚珠式三叉杆万向联轴器热弹流润滑特性

建立新型滚珠式三叉杆万向联轴器滚珠与滑块槽点接触等效润滑模型,结合汽车在实际运行中的档位参数对联轴器进行了热弹流润滑分析,并考察了槽壳半径r、滚珠半径R、轴交角δ对联轴器热弹流润滑特性的影响。结果表明：在档位固定情况下,增大槽壳半径r、滚珠半径R会使膜厚增大,同时降低油膜压力及温升,这对改善联轴器润滑状况均是有利的。此外,虽然增大轴交角δ会使油膜压力及温升增大,但油膜厚度的增幅更加明显,这同样有利于联轴器润滑状况的改善。     

航天润滑油弹流油膜厚度修正系数公式

基于剪切稀化流变模型,对航天润滑油线接触弹流润滑问题进行了完全数值分析,得到了考虑剪切稀化效应的航天润滑油弹流油膜厚度修正系数公式.在较宽工况下,将修正系数公式修正后的油膜厚度与实测油膜厚度以及理论分析得到的油膜厚度进行比较,结果表明,弹流油膜厚度修正系数公式具有较高的精度.在实际工程应用中,用修正系数乘以牛顿流体油膜厚度可以非常方便地得到实际弹流油膜厚度值.