考虑黏压效应的风电齿轮热弹流分析

在线接触热弹流润滑的基础上,考虑黏压效应,对风电行星轮系齿轮副进行热弹流润滑数值分析,并采用热弹流润滑数值方法和ISO/TS 6336-22计算了齿轮副的最小油膜厚度、安全系数和闪温温度,并比较各主要啮合点的压力和油膜厚度分布。结果表明：与使用ISO/TS 6336-22计算的结果对比,采用热弹流润滑理论计算的油膜更厚,但安全系数更小;在风电齿轮副热弹流润滑分析时应考虑压力对黏度的影响;风电主齿轮箱齿面因啮合产生油膜厚度随温度增加会迅速降低,最小油膜厚度会随载荷增加迅速减小,因此风电齿轮箱要保证足够的润滑,并尽量避免在高于额定载荷下长时间持续运行     

有限长线接触非牛顿热弹流润滑分析

建立有限长圆柱滚子的非牛顿流体热弹流润滑模型,选取Ree-Eyring流体和Power-Law流体进行有限长线接触弹流润滑分析。研究表明:随着接触线长度增大,端部效应减弱;Ree-Eyring流体特征剪切力对润滑温升和剪切力影响较大,而对润滑压力与膜厚影响甚微;Power-Law流体随指数增大,润滑膜厚明显降低;随载荷、转速升高,热解与等温润滑结果差异增大,热效应对摩擦因数的影响尤其显著。     

机械学专家温诗铸

(1)建立工程模型弹流润滑理论,奠定现代润滑设计的基础他相继在国际上提出以完备数值解为基础的考虑热效应的热弹流、考虑动态效应的非稳态弹流、考虑润滑剂非牛顿性的流变弹流以及分析粗糙表面的微观弹流等润滑理论,系统地建立了工程中各类弹流润滑问题的设计方法.在此基础上,导出当今普适性最高的润滑方程,并将上述各种实际因素全部纳入分析,建立了工程模型的弹流润滑理论,为现代润滑设计奠定基础.     

考虑弹性模量变化的线接触滚子副微观热弹流润滑分析

作为金属材料重要的性能参数,弹性模量会随着温度变化而变化.然而,在热弹流润滑研究分析中一直把弹性模量取成常数,计算结果必定存在误差.以无限长线接触滚子副为研究对象,将固体弹性模量随温度的变化关系引入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,同时考虑随机粗糙度的影响,给出了热弹流润滑数值计算方法.计算中增...     

少齿数非对称齿轮热弹流润滑特性建模分析

少齿数非对称齿轮以其小体积、大传动比和高承载能力等优势,在各领域得到越来越广泛的应用。而良好润滑条件下,参数变化对少齿数非对称齿轮的热弹流润滑性能具有重要影响,同时对齿轮的传递效率和寿命具有重要影响。基于赫兹接触理论和热弹流润滑理论,建立少齿数非对称齿轮热弹流润滑数学模型。通过有限差分法对方程组进行差分离散,利用Newton-Raphson方法对Reynolds方程进行完全数值求解,获得油膜压力和油膜厚度的分布情况。通过超松弛迭代计算方法求解热弹流润滑方程组,得到少齿数非对称齿轮副啮合线上5个特殊点的热弹流润滑特性,分析压力角、变位系数、载荷和转速与油膜厚度、压力和温度之间的变化规律。结果可知:温度最大值出现在啮入点,节点处的油膜温度接近稳态润滑油的温度,油膜温度和油膜压力的变化趋势一致。     

动压推力轴承的三维热弹流润滑特性分析

本文提出了一种基于双向流-固-热耦合的动压润滑推力轴承三维热弹流润滑特性数值计算方法,并应用于某大型泵用推力轴承的设计分析。通过建立推力轴承的双向流-固-热耦合数值计算模型,求解其三维热弹流特性,得到了额定工况下的液膜厚度分布、液膜压力分布以及轴承主要部件的温度分布和综合热弹变形等。分析结果表明:润滑液膜在厚度方向上的压力梯度近似为零,但存在着较大的温度梯度,综合热弹变形使螺栓支撑巴氏合金瓦推力轴承瓦面呈上凸变形,推力盘下表面呈下凸变形。     

油水两相流对轧机油膜轴承热弹流润滑的影响

研究润滑油中混入水后对轧机油膜轴承热弹流润滑的影响。建立油水两相流体的数学模型,以及轧机油膜轴承热弹流润滑的数学方程,利用多重网格法及多重网格积分法对上述方程进行求解,并分析润滑膜压力、膜厚随含水量、主轴转速、轧制力的变化关系。结果表明:与纯油润滑相比,油水两相流体润滑具有更好的润滑特性,且随着含水量的增加,膜厚增大,承载能力增强;随着主轴转速的增加,膜厚增加,承载能力减小;随着轧制力的增加,膜厚减小,承载能力增强。在油水两相流润滑条件下,热效应对于轧机油膜轴承弹流润滑的影响不能忽略。     

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。     

线接触弹流润滑下固体表面热应力的计算

线接触热弹流润滑下,与油膜接触的两固体表面会产生温升变化,固体表面必定会产生热应力,由于固体表面受到了非均匀油膜压力的约束,数值求解固体表面热应力的难度较大。将热力转换原理和热弹性力学理论引入弹流润滑计算中,给出了数值计算方法,实现了固体表面线胀系数的数值求解,解决了热应力和热弹性变形的数值计算,通过算例得到了满足收敛精度的润滑特性和热应力的数值解,并讨论分析了线载荷变化对固体表面热应力的影响。研究内容可为热弹流润滑分析和约束条件下固体热应力分析提供理论基础和数值方法。     

数值法研究无限长线接触弹流问题发展状况

基于现代弹流润滑理论，在数值分析法研究无限长线接触弹流问题方面，指出了考虑各种实际工况如热效应、非牛顿效应、瞬态效应、表面粗糙度等的必要性及研究现状，指出了存在的问题及发展的方向。     

圆锥滚子弹流润滑的热效应分析

通过数值求解研究两圆锥滚子间的热弹流润滑问题,分析弹流润滑区内压力、膜厚和温度的分布曲线,讨论热效应和滑滚比对接触区弹流润滑性能的影响。结果表明:在圆锥滚子弹流润滑中,热效应降低了滚子副的润滑性能。由于圆锥滚子几何形状的特点,沿着y轴的截面,压力、膜厚和温度的分布曲面出现斜度。滚子副的端泄使得两端润滑性能较中间恶劣,但是对滚子进行的端部修形,又使得端部和中部的差异不十分剧烈。随着滑滚比的增大,滚子副的润滑性能降低,热效应的影响增大;在纯滚动的情况下,热效应可以忽略不计。     

Thermal Elastohydrodynamic Lubrication of Ceramic Materials

ABSTRACT

The effect of thermal conductivity on point elastohydrodynamic lubrication (EHL) contacts was discussed with representative engineering ceramics and steel by a non-Newtonian thermal EHL analysis. Through this investigation, fundamentals of EHL characteristics of contact surfaces composed of different thermal conductivities were generally revealed and a combination of optimum ceramic materials has been proposed. Furthermore, when the contacting materials are the same, it has been pointed out that the equivalent elastic modulus should be rather small and the thermal conductivity of the contact material should be high to obtain a thick overall film thickness and low film pressure.     

零卷吸点接触热弹流润滑的反常现象分析

应用Ree-Eyring流体，求得了零卷吸工况点接触热弹流润滑的完全数值解，分析了凹陷深度随表面速度的变化规律。结果表明，在低速工况下，Ree-Eyring非牛顿流体模型能更合理地解释此种润滑现象的特征，固体内沿X、Y方向的热传导不容忽视。     

海水润滑塑料轴承的微观热弹流润滑分析

考虑轴承表面海水润滑膜温度场和轴承表面横向粗糙度等因素,对塑料轴承的弹流润滑问题进行了研究。利用压力求解的多重网格法和弹性变形求解的多重网格积分法以及温度求解的逐列扫描技术,得到塑料轴承微观热弹流润滑问题的完全数值解,讨论了连续波状粗糙度、载荷、轴承转速对海水润滑膜压力及膜厚的影响。数值计算结果表明：轴承表面粗糙度对润滑膜压力和膜厚分布都有一定影响,连续波状粗糙度使润滑膜压力和膜厚分布产生振荡;转速和载荷对压力分布影响较小,随转速的增大、载荷的减小,膜厚都有明显的增大。     

高副接触机械零件弹流动力润滑研究新进展

弹性流体动力润滑是润滑理论的一个重要分支,也是关系到高副接触机械零件使用耐久性和可靠性的关键技术问题。计算机模拟仿真技术、数值计算方法和弹流测试技术的发展,推动了弹流润滑理论的发展和该理论在高副零件摩擦副设计中的广泛应用。综述齿轮、凸轮、轴承3种高副接触零件基于表面粗糙纹理、轮齿修形、有限长接触、热效应、镀层等因素的弹流润滑研究发展概况。指出现代弹流润滑理论虽然在高副接触零件中的应用已逐渐接近工程实际要求,能够较可靠地解决实际工况下的润滑难题,但在非稳态效应和真实粗糙表面对高副零件弹流润滑的影响方面,高副零件弹流润滑的多重参数耦合、计算机仿真及相关实验验证方面,还须进一步深入研究。     

Effect of coatings on thermal conditions of EHL

The thermal EHD model of rectangular contact has been applied to analysing the effect of coatings on thermal conditions in EHL. The model takes into account variation of oil viscosity along and across the oil film according to the Barus formula. The solution has been obtained by means of the Newton-Raphson method. The effect of the coating has been examined by comparison of the temperature distributions in the oil film and on the surfaces of rollers for the cases with and without coating. In addition, the oil film shapes and minimum values, the pressure distributions and traction coefficients, have also been compared.     

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。     

零卷吸条件下有限长线接触热弹流润滑分析

应用多重网格技术和逐列扫描法,求得了零卷吸条件下有限长线接触热弹流润滑问题的完全数值解,给出了两固体表面和油膜中层的温度分布以及油膜内的流速分布。结果表明,油膜的最大压力、最小膜厚和最高温度均位于滚子的端部;在接触区中央一带出现了油膜局部增厚现象,温度-粘度楔效应是弹流油膜局部增厚的根源。     

一种简化的点接触热弹流模型及其完全数值解

本文提出了一个简化的点接触热弹流计算模型并进行了完全数值求解。与现有的完全数值模型相比，采用本模型进行求解具有计算量小，精度适中的特点，更适合工程计算的要求。文中对多种工况下点接触热弹流的摩擦牵引性能和表面闪温特性进行了数值分析。     

相交圆弧修形滚子的重载热弹流研究

用多重网格技术得到了重载有限长线接触热弹流问题的完全数值解。分析了重载工况下端部用相交圆弧修形的直母线滚子弹流特性,讨论了修形参数与工况条件对成膜能力的影响。研究表明:合理修形能优化滚子的润滑状态,并且修形滚子对工况变化有较好的自适应性;在重载工况下有限长与无限长线接触弹流解在中部存在较大差别。用“端部封油效应”合理解释了上述现象。同时指出在特定工况下,滚子温度随速度的增加会略有降低并分析了该现象的机理。