冲击载荷条件下线接触往复运动的弹流润滑特性

考虑到在工程实际中机械要素常受到冲击载荷的作用,研究在稳态加载、正弦波加载及三角波加载条件下线接触往复运动工况的热弹性流体动力润滑特性,并探讨在正弦波加载方式下,不同的冲程长度对热弹性流体动力润滑特性的影响。结果表明:冲击加载条件对油膜的压力、膜厚、温度都有较大的影响,随着载荷的增加,油膜中压力增大,膜厚降低,温度升高;在相同的加载方式下,冲程长度越长,一个周期相同瞬时的卷吸速度就越大,因此油膜厚度越厚,温升也越明显,而摩擦因数则明显降低。     

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.     

线接触热弹流润滑的数值分析

基于Ree—Eyring流变模型，建立线接触热弹流润滑方程，通过数值计算得出了载荷参数、速度参数、材料参数和滑滚比对于二次压力峰、最小油膜厚度和最大油膜温度的重要影响。     

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。     

链条套筒与销轴铰链副冲击载荷-往复运动的弹流润滑数值模拟

数值模拟链传动中销轴与套筒之间的定载荷和变载荷弹流润滑接触问题,套筒相对于销轴做纯滑动往复运动。定载荷是假定往复运动过程中载荷恒定不变;变载荷是假定链节在啮入和啮出链轮过程中存在的冲击载荷按正弦函数规律变化。比较在定载荷和变载荷加载条件下线接触往复运动工况的弹性润滑油膜变化情况,分析在动载荷加载条件下不同行程长度对弹性流体动力润滑特性的影响。研究发现,动载荷对油膜的压力、膜厚影响较大:随着动载荷的增加,油膜中压力急剧增大,膜厚减小;但加载方式对摩擦因数的影响不大;在相同的加载方式下,随着行程长度的增加,油膜压力减小,中心膜厚和最小膜厚显著增加。     

线接触非稳态弹流润滑的完全数值解及其应用研究

本文提出了Nowton-Raphson迭代与低松驰迭低联合求解一般非稳态弹流问题的数值方法。该方法参数范围广,收敛速度快。通过对各种非稳态弹流润滑过程的数值模拟,阐明了一些非稳态弹流润滑的特征,发现了压力“双峰”现象。最后,本文针对凸轮－挺柱副非稳态弹流润滑问题的实例,进行了完全数值模拟,获得了成功。     

线接触热弹流润滑中材料热膨胀系数的计算

运用线接触热弹性流体动压润滑理论,结合热弹性力学理论和热力转换原理,提出了一种求解线接触热弹流润滑下接触固体表面材料热膨胀系数的方法,能解决油膜压力约束下的非均匀温度场引起的固体表面热弹性变形的求解问题.通过算例求解得到了满足收敛条件的数值解,进一步分析了载荷、卷吸速度和固体材料变化对材料热膨胀系数的影响.研究结果表明...     

斜齿轮接触线上载荷分布的弹流润滑解

在充分考虑斜齿轮啮合特性的基础上，将三维弹流问题转化为二维问题来解决，在全齿高接触线上获得了具有典型弹流润滑特征的压力分布和油膜形状，进而计算了接触线上的载荷分布。     

线接触弹流脂润滑数值分析与实验研究

建立无限长滚子与平面的线接触等温弹流脂润滑模型,采用多重网格法研究纯滚工况下载荷和卷吸速度对润滑油膜特性的影响;采用多功能双色光弹流润滑油膜测量实验台,在相应工况下进行变载荷和变速度实验研究。数值模拟结果表明,较大的载荷可以获得更大的压力和更小的膜厚,较大的速度则主要提升了二次压力峰并增大了膜厚。实验结果表明:随着载荷的增大,整体膜厚、最小膜厚和中心膜厚均先增大后减小,但载荷较小时出现了最小膜厚和中心膜厚实验值和理论模拟值不一致的变化趋势,这可能是数值模拟分析时稳态假设与实际润滑脂流变特性、时变特性及润滑机制不符造成的;随着速度的增大整体膜厚、最小膜厚和中心膜厚都线性增大,且实验值与理论模拟值有较高的一致性。     

基于有限长线接触的锥齿轮热弹流润滑分析

为了研究锥齿轮的热弹流润滑机理,基于弹性流体动力润滑理论,建立有限长线接触模型,研究了直齿圆锥齿轮热弹流润滑特性。首先,将直齿圆锥齿轮热弹流问题近似等效为两同向圆锥滚子的准稳态热弹流润滑问题,应用多重网格法和逐列扫描法求解了锥齿轮整个接触线上的油膜压力、油膜厚度及固体和油膜中层的温度。结果表明,直齿圆锥齿轮沿齿宽方向上各点的压力、膜厚、温度均不相同。其中,小端的油膜压力略大于大端的油膜压力;小端的油膜厚度小于大端的油膜厚度;沿齿宽方向的温度分布差异较为明显,油膜中层的温度大于两固体表面的温度。该研究为直齿圆锥齿轮的润滑设计提供一定的理论依据。     

Elastohydrodynamic Lubrication of Rough Surfaces under Oscillatory Line Contact with Non-Newtonian Lubricant

This paper presents the results of a transient analysis of elastohydrodynamic lubrication (EHL) of two parallel cylinders in line contact with a non-Newtonian lubricant under oscillatory motion. Effects of the transverse harmonic surface roughness are also investigated in the numerical simulation. The time-dependent Reynolds equation uses a power law model for viscosity. The simultaneous system of modified Reynolds equation and elasticity equation with initial conditions was solved using the multigrid, multilevel method with full approximation technique. The film thickness and the pressure profiles were determined for smooth and rough surfaces in the oscillatory EHL conjunctions, and the film thickness predictions were verified experimentally.

For an increase in the applied load on the cylinders or a decrease in the lubricant viscosity, there is a reduction in the minimum film thickness, as expected. The predicted film thickness for smooth surfaces is slightly higher than the film thickness obtained experimentally, owing primarily to cavitation that occurred in the experiments. The lubricant film under oscillatory motion becomes very thin near the ends of the contact when the velocity goes to zero as the motion direction changes, but a squeeze film effect keeps the fluid film thickness from decreasing to zero. This is especially true for surfaces of low elastic modulus. Harmonic surface roughness and the viscosity and power law index of the non-Newtonian lubricant all have significant effects on the film thickness and pressure profile between the cylinders under oscillatory motion.     

高速线接触热弹流分析

应用多重网格法和多重网格积分法,开发了线接触弹性流体动力润滑C 计算程序.针对航空领域中无量纲速度为10-9的高速线接触弹流情况,应用该程序求得了高速情况下Newton流体和Ree-Eyring流体的弹流数值等温解及热解,分析了热效应和非牛顿性对润滑的影响,验证了计算程序的可靠性.在相同无量纲速度下,研究了滚滑比和滑油粘度对润滑性能的影响.结果表明:随着滚滑比的增加压力峰逐渐变小,油膜厚度变薄,油膜温度显著增加;高速情况下,粘度大的润滑油可以增加油膜厚度,但是压力峰增大,油膜温度也升高很多.     

椭圆接触自旋弹流油膜实验研究

设计一种简单的实验方法,通过调节弹流接触中心和旋转中心之间的距离,可获得不同程度的自旋,即得到不同的旋滑比。采用玻璃块-椭圆滚子接触的方式,应用光干涉自旋弹流薄膜测量系统研究界面滑移条件下自旋对弹流油膜的影响。结果表明,随旋滑比的增大,油膜形状失去了经典弹流油膜的对称性;一定偏心距下,随速度和载荷的增加,油膜形状的非对称性都增强,入口凹陷逐渐都变得明显,但油膜厚度变化趋势不同,其中随速度的增加,油膜厚度而增加,且接触区两侧最小膜厚的差值也增加,而随载荷的增加,接触区左侧最小膜厚逐渐减小,右侧最小膜厚先增加后减小。     

弹性流体动力润滑的热效应

简述热弹性流体动力润滑的概念、理论的发展及其科学基础。在给出一组典型的点接触热弹流数值解之后,通过实例集中描述5种热效应,即摩擦因数与滑滚比之间的关系、入口温升导致油膜减薄、尺度效应、热黏度楔效应和固体温度效应。澄清了润滑工程界对热弹流润滑的几个模糊理解,指出热弹流研究面临的主要困难,并展望其发展前景。     

Rolling Line Contact Problems in Elastohydrodynamic Lubrication: Modeling and Validation

A computer package has been developed and applied to solve line contact problems of elastohydrodynamic lubrication. The solutions computed by the package are maintained and are indexed by two dimensionless parameters, α and λ, within a database. Power law surfaces are fitted to the minimum film thickness and maximum pressure for each solution and are compared to interpolated surfaces of the same data, to film thickness measurements and to equations published previously in the literature.