弹流润滑中局部油膜增厚的数值模拟

通过理论计算模拟了Kaneta等在光干涉弹流试验中观察到的,当接触区钢球表面和玻璃盘表面反向运动时出现的反常油膜局部增厚现象,即润滑固体表面在接触区出现凹陷.对钢球-玻璃盘接触副进行了热弹流问题的完全数值求解,发现润滑中的热效应是形成凹陷的根本原因.当盘快球慢时有凹陷出现;而盘慢球快时无凹陷出现.讨论了凹陷的深度、位置和形状随运动条件、粘压系数及载荷等的变化.     

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。     

点接触弹流润滑入口凹陷的速度域

利用等效黏度将circular流变模型整合进通用Reynolds方程,获得点接触弹流润滑入口凹陷的控制方程。采用多重网格法及多重网格积分法进行数值求解,研究卷吸速度变化导致的入口凹陷变化过程,讨论载荷、黏度、黏压系数、钢球半径及弹性模量对入口凹陷速度域的影响。结果表明：随着卷吸速度的增大,入口凹陷深度从0增大到最大值,然后再减小到0;入口凹陷出现的卷吸速度随着载荷、黏度、黏压系数及弹性模量的增大而减小,随着钢球半径的增大而增大;入口凹陷消失的卷吸速度及入口凹陷的速度域都随着载荷及钢球半径的增大而增大,随着黏度、黏压系数及弹性模量的增大而减小。     

齿轮瞬态弹流润滑的多重网格数值分析

利用多重网格技术，考虑了轮齿上的载荷、啮合点的卷吸速度与综合曲率半径随啮合线的变化，求得了齿轮传动瞬态弹流润滑的完全数值解。揭示出最小膜厚、最大压力沿啮合线的变化，讨论了齿轮传动比对压力与膜厚的影响．给出了几个导致润滑失效的危险啮合点的压力与膜厚分布。     

滑动条件下弹流润滑启动过程的实验观察

使用光干涉动态油膜厚度测量系统对不同启动条件下聚丁烯润滑油弹流油膜的形成过程进行了实验观测。结果表明,在纯滑动条件下,由于界面滑移弹流油膜存在反常的入口凹陷;卷吸速度相等时,较大的启动加速度产生较大的界面滑移,诱发较大的入口凹陷;不同的启动加速度,入口区的油膜形状和最小油膜厚度的变化也不相同。     

考虑热效应的角接触球轴承弹流润滑数值分析

建立角接触球轴承的几何和数学模型,通过求解考虑热效应的Reynolds方程,对角接触球轴承的弹流润滑问题进行数值模拟,得到角接触球轴承的点接触热弹性流体动力润滑完全数值解,分析了考虑热效应时角接触球轴承的几何参数(接触角、吻合度、径向游隙等)、速度及载荷对压力和膜厚的影响。结果表明:设计角接触球轴承时,尽量提高内圈与球体在轴向方向的吻合度以有利于润滑油膜的形成,在轴承整体参数不变的情况下选择较小的节圆直径,可改善轴承润滑;从弹流润滑角度讲,选择合适的球体直径可使压力、膜厚、温度处于合适范围内,改善轴承工作情况;适度提高轴承的运转速度将有利于润滑油膜的形成,从而延长轴承使用寿命。     

铁路客车滚动轴承弹流润滑状态研究

采用非牛顿流体动力润滑ＥＨＬ（理论），地脂润滑线接触铁路客车动轴承在其实际运行工况下的润滑状态进行了研究。润滑脂流变模型Ｈｅｒｓｃｈｅｌ－Ｂｕｌｋｌｅｙ模型。数值计算２改进的Ｏｋａｍｕｒａ算法，并综合考虑了润滑脂流变参数及轴承具体工况参数变化等因素的影响。在数值计算基础上，得到了铁路客车滚动轴承在不同车速下的脂膜厚比λ值。     

水润滑橡胶轴承的弹流润滑分析

本对水润滑橡胶套筒轴承进行了弹流润滑分析。橡胶衬层多沟槽机理的几何结构由有限元软件MARC产生．以近似不可压缩的线弹性体为力学模型,应用MARC产生了橡胶衬层的柔度矩阵,流体润滑方程采用的是紊流雷诺方程。计算了水润滑模胶轴承的水膜压力分布、厚度分布和承载能力,揭示的变形特征和实验结果相一致。     

考虑横向振动的热弹流润滑分析

数值模拟接触固体的横向振动对点接触热弹性流体动力润滑的影响。结果揭示出接触固体的微小横向振动就会造成接触区中油膜压力、膜厚和温度的显著变化,接触区中产生多重凹陷并不断移动。重载下由于动态效应产生的凹陷的移动和合并及热效应的作用,使得膜厚不但不随载荷的增加而减小,反而随载荷的增加而增加。     

ZC2型蜗杆传动的弹流润滑研究

本文用有限元法对ZC2型蜗杆传动进行了全膜等温弹性流体动力润滑分析,绘制出了一部分不同啮合位置时接触线上的压力和油膜厚度分布图,计算结果表明:在啮合区啮入端(包括旋入端和旋出端)上接触线的润滑条件较好,在啮合区啮出端的接触线上的压力分布呈“乌鞍形”,旋出端的润滑条件比旋入端好,而在啮出端的润滑条件最差。本文还在开式加载试验台上,用电阻法对ZC2型蜗杆传动进行了弹流膜厚变化规律的定性测试,得到不问转速,不同扭矩下膜厚的变化曲线(用电流变化的曲线来显示),试验结果所显示的变化规律与理论计算分析基本吻合,为进一步改善其润滑条件而采取的措施(如可控修形)提供了理论和试验的依据。     

法向振动下的非牛顿热弹流润滑分析

假设润滑剂为Ree-Eyring非牛顿流体,考察了法向振动对线接触热弹流润滑性能的影响;法向振动由两固体间刚体位移随时间的简谐变化来表征,求得了稳态工况及一个振动周期内各时刻的瞬态解;并讨论了振动的频率和振幅对压力、膜厚、温度、摩擦因数等参数的影响.结果表明：时变效应导致了接触区内的动态凹陷现象;频率的变化主要影响膜厚的大小和凹陷的形状,而振幅的变化会很大程度上改变承载系数的变化幅度.     

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。     

偏心凸轮副时变乏油润滑数值分析

为研究乏油条件下偏心凸轮副的润滑状态,基于凸轮-挺杆机构建立时变乏油润滑模型,探究一个周期内6个典型瞬时(60°、120°、180°、240°、300°、360°)的压力和油膜厚度变化规律,并分析不同凸轮旋转角度下转速、初始载荷和润滑油黏度等参数对接触区润滑状态的影响。结果表明：当凸轮转至180°时,膜厚最小,压力最大,乏油状况最严重;限量供油下最小膜厚出现在凸轮转角为180°时,但是凸轮转角为0°时乏油速度最快,乏油程度更深;增大凸轮旋转速度时乏油速度更快,乏油程度更深;相同供油条件下,润滑油黏度越高使得接触区乏油情况越严重,乏油速度更快,乏油程度更深;载荷对接触区的润滑状态的影响较小,只在凸轮转角为0°接触区卷吸速度最大时,能够体现出载荷对接触区润滑状态的影响。     

旋滑条件下弹流润滑数值分析

建立旋滑条件下椭圆接触弹流润滑的数学模型,用多重网格法求得该条件下的完全数值解,研究速度、载荷、偏心距和椭圆比对油膜厚度、形状和压力的影响。结果表明,偏心距较小时,油膜厚度和形状都与普通弹流有明显的不同;速度、载荷和椭圆比增加及偏心距减小,均会导致接触区两侧最小膜厚的差值增大,油膜形状的非对称性增强;速度、椭圆比增加,油膜厚度增加,接触区压力减小,载荷增加或偏心距减小,油膜厚度减小,接触区压力增加。     

滚动轴承热弹流润滑数值分析

采用多重网格法对滚动轴承进行了热弹流润滑数值计算,得出了接触点处的油膜压力、厚度和温度分布情况,并研究了不同转速、载荷和滚子半径对润滑参数的影响.     

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。     

渐开线直齿圆柱齿轮非牛顿瞬态弹流润滑分析

齿轮的润滑设计都是应用理想牛顿流体的结果,但实际上,在中、轻载荷下Ree Eyring流体更符合实际。因 此研究齿轮在非牛顿润滑下的瞬态弹流机理,对于指导齿轮润滑问题的设计更具有工程实际价值。本文应用数值 稳定性好、收敛速度快和计算精度高的多重网格算法,得到了用Ree Eyring流体润滑的齿轮瞬态弹流问题的完全数 值解。     

凸轮的弹性流体动力润滑的探讨

本文应用弹性流体动力润滑理论,探讨了凸轮机构形成弹性流体动力润滑的条件。     

线接触脂润滑热弹性流体动力润滑数值分析

基于Ostwald模型建立的脂润滑控制方程与能量方程联合求解,通过压力-温度的循环来计算线接触脂润滑热弹性流体动力润滑数值解。分析了一般工况参数对润滑膜压力分布和润滑膜形状的影响,探讨了不同工况下热效应对脂润滑弹流数值解的影响。