润滑剂黏塑性引起的弹流润滑偏离经典理论--Ⅰ.膜厚公式

考虑润滑剂剪切强度,计算等温纯滚动弹流膜厚.回归出的中心膜厚公式表示不同工况下弹流润滑偏离经典理论的程度.这种偏离实际代表在严重发热的弹流润滑中,入口区润滑剂剪切强度或润滑剂/接触表面界面处最大可承受剪应力下降时,弹流润滑失效前润滑膜的厚度.     

润滑剂黏塑性引起的弹流润滑偏离经典理论—I．膜厚公式

考虑润滑剂剪切强度,计算等温纯滚动弹流膜厚,回归出的中心膜厚公式表示不同工况下弹流润滑偏离经典理论的程序,这种偏离实际代表在严重发热的弹流润滑中,入口区润滑剂切强度或润滑剂／接触表面处最大可承受剪应力下降时,弹流润滑失效润滑膜的厚度。     

润滑剂黏塑性引起的弹流润滑偏离经典理论——Ⅱ.润滑机制的边界

将等温纯滚动线接触弹流润滑,分别视润滑剂流变行为为黏弹性的、黏塑性的和非连续介质流体的3种润滑机制.给出了这3种润滑机制所在工况范围的边界的数学表达式,将其工况范围示于U-W润滑状态图.这种对润滑机制工况范围的区分对于研究弹流膜厚具有重要意义,更具体地表明弹流润滑膜失效的演变过程.     

非牛顿流体的点接触弹流润滑理论与实验研究

为研究等温条件下幂函数非牛顿流体的弹流润滑特性,基于Ostwald本构模型,采用普适流体润滑方程来求解非牛顿流体润滑问题,探讨了等温、稳态条件下流变指数、载荷、卷吸速度等参数对点接触弹流润滑特性的影响,并与相同工况下牛顿流体弹流润滑的结果进行了比较.再以某一特定流变指数的流体进行弹流润滑实验测量其膜厚,分析卷吸速度和载荷对膜厚的影响.结果表明:润滑剂的非牛顿性越显著,润滑膜厚会越小,压力分布会越接近Hertz接触应力分布,载荷和卷吸速度对非牛顿流体的润滑膜厚及压力分布的影响比对牛顿流体的影响要小.同工况下,非牛顿流体的膜厚均小于牛顿流体的膜厚.从实验测量结果与数值计算结果对比分析可以得出,卷吸速度和载荷对膜厚的影响趋势基本吻合.     

润滑失效分析

介绍了笔者等人近年来在润滑失效方面的研究结果，通过对润滑剂非牛顿性，润滑剂温升和固体表面粗糙度对润滑失效的影响的研究，发现了固－液表面的边界滑移，推导了热本构方程，分析了固体材料粘弹性的影响，分析表明：（1）润滑剂的在固体表面会发生滑移，滑移将不再增加润滑剂的传动摩擦力，而且它将导致润滑膜的承载能力大大降低；（2）润滑剂内部的摩擦热导致的润滑膜的承载能力不会无限增大，当其增加到最大值后，会逐渐降低，从而导致润滑膜的破裂；（3）在实际变形下，表面粗糙和变形的耗时将引起润滑条件下的固体表面磨损。     

速度对凹陷表面微弹流润滑特征的影响

研究了在稳态速度以及不同的滚滑率等工况下,表面凹坑通过润滑接触区时的微弹流润滑特征。根据对油膜压力、油膜形式以及中心位置膜厚的分析发现,在非稳态速度条件下,凹坑通过弹流接触区引起的微弹流特征与稳态速度工况的区别明显,这一区别来源于凹坑的干扰与速度非稳态干扰的组成与叠加,另外发现,不论何种滚滑率、何种速度,其微弹流基本特征均保持一致,但速度的大小影响干扰凹陷以及几何凹坑在接触区中的深度。     

极压润滑剂基础油分子结构对边界润滑的影响

通过四球机试验和双圆盘胶合试验机试验,考察了极压润滑剂的基础油分子结构对边界润滑的影响。试验结果表明,石蜡基极压润滑剂比环烷基极压润滑剂的承载能力高;基础油的分子与极压添加剂有协同效应,不同分子结构的油性膜和极压反应膜相互影响,形成不同的边界膜;以极压反应膜为主,油性膜为辅的润滑则化学磨损严重且表面易涂抹;以油性膜为主,极压反应膜为辅的润滑则边界膜强度高且摩擦表面基本保持原始形貌;完全是油性膜润滑则边界膜强度低;极压添加剂的含量增加则边界润滑的承载能力显著提高,但它对部分弹性流体动力润滑的承载能力提高得不显著。     

粘—塑性流体润滑失效研究—滑动问题

从润滑剂极限剪应力出发，以粘－塑性流体本构的线接触问题为例，从理论上分析了滑动问题中极限剪应力对润滑理论基本方程的改变，推出了滑动边界Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程以及为满足流量连续而存在的恒压区，对所得到的屈服条件下的润滑理论方程的分析和计算表明：当润滑膜的较大区域上剪应力达到极限值时，润滑膜的承载能力将大大降低。     

氯化胆碱作为润滑剂研究

研究了氯化胆碱在钢-钢摩擦副表面上不同速度不同载荷条件下的润滑特性.在利痕试验机和销盘式摩擦磨损试验机上测定不同速度不同载荷条件下的摩擦系数,分析其润滑特性;通过测试摩擦副表面粗糙度、润滑剂吸附力,研究其润滑机理;结果表明,用氯化胆碱作为润滑剂,钢-钢摩擦副之间能出现低的摩擦系数,但在摩擦一段时间之后,润滑剂会失去,摩...     

滑动速度对织构化表面润滑状态的影响

为了研究滑动速度对织构化摩擦副的润滑状态的影响,采用Nd:YAG固体脉冲激光对GCr15钢盘表面进行织构化处理,形成直径约150μm、深度约30~40μm的环形排列的微孔。在摩擦试验机上对Al_2O_3陶瓷球/GCr15钢盘进行摩擦学性能测试,并基于Stribeck曲线和弹流理论研究滑动速度对织构化表面润滑状态的影响。研究结果表明:在油润滑条件下,试样的摩擦因数随滑动速度的增大而减小。当滑动速度大于2 m/s,润滑状态从混合润滑逐渐进入到流体润滑区域;而经过织构化处理的配副能在较低的速度下实现由混合润滑向流体润滑状态过渡。根据磨损形貌比对可以看出:在流体润滑状态下,织构可以增加摩擦配副间的润滑膜厚度,使流体产生额外动压,提高油膜承载能力,减少磨痕宽度。     

摩擦副表面物化特性对纳米级膜厚的影响

为研究固体表面物理化学特性对 nm级润滑膜厚度的影响 ,以铝、铬、钛和二氧化钛作为基体表面材料 ,采用NGY- 2型 nm级膜厚测量仪 ,对 136 0 4标准粘度液、添加有10 %十六酸乙酯的 136 0 4溶液和液体石蜡的膜厚进行了测量 ,并利用 Fourier红外分析仪对润滑剂在实验前后的成分变化进行了检测。红外光谱数据表明 ,不同基体下 ,润滑剂在实验前后的化学成分没有发生变化。膜厚测量结果发现 ,基体的表面物理化学性质对润滑膜厚度有较大影响 ,对基体Al,Cr,Ti,Ti O2 ,弹流润滑向薄膜润滑的转变的临界膜厚按基体表面能增大的顺序依次增大。该研究为处于薄膜润滑状态的润滑系统摩擦副的设计提供了理论基础     

粉末润滑条件下铝合金拉延过程爬行现象研究

文章以石墨粉末作为固体润滑剂,对汽车用铝合金进行了一系列塑性拉延摩擦试验。试验中通过改变接触压力、粉末层厚度、滑动速度等参数,并结合试验后对边界层表面的微观形态分析,进行了不同工况下爬行现象对塑性成形过程粉末润滑影响机理的研究。结果表明:润滑膜表面的纵向划痕主要由爬行现象造成,不同工况对爬行现象的影响程度和效果不同,对润滑膜的影响主要体现在强度和频率2个方面;爬行现象随着载荷的增加出现的频率增大,且对润滑膜的破坏加剧,在低速状态下更容易发生爬行现象;适当增加粉末层厚度可以有效提高塑性成形摩擦界面的润滑质量,削弱爬行现象的影响。     

点接触摩擦副最大温升的数值分析

提出了点接触热弹流润滑的简化数值解。在等温弹流润滑完全数值解的计算结果基础上,通过联立求解能量方程和热界面方程等,计算出重载条件下点接触弹流润滑状况下的三维温度分布。研究了热弹流问题的温升规律,并提出了油膜和接触体表面的最大温升公式。该公式得到了弹流测温实验的初步验证。     

超大模数变位齿轮-齿条传动瞬态热弹流润滑

针对三峡升船机超大模数变位齿轮-齿条传动润滑设计缺失与过早磨损,开展低速重载使役状态下传动系统的润滑特性研究.构建变位齿轮-齿条传动系统瞬态热弹流润滑计算模型,利用多重网格法与FFT方法求解各啮合点处的润滑特性参数.分析启动至正常运行阶段的转速和载荷、变位系数、模数、压力角、材料配副和油膜黏度,对油膜压力、膜厚、齿面摩擦力与摩擦系数的影响.研究结果发现,齿条啮入瞬间的成膜条件差,滑移速度与摩擦力较大,易使齿条顶部发生磨损;齿轮副硬材料表面的润滑性能较差;适当增大变位系数、模数、压力角和黏度可改善润滑性能.     

凹坑深度对表面动态弹流润滑的影响

把一种快速求解非稳态弹流润滑方程的数值方法应用于微弹流润滑分析，研究了几种深度的表面凹坑在三种滚滑接触运动条件下的压力波动和油膜变化特征，指出不仅运动条件变化带来不同的润滑特征，而且不同深度的凹坑在不同运动条件下对润滑扰动的程度也不同．研究结果适用于零件表面点蚀后的润滑状态分析．     

Eyring流体非稳态弹流润滑完全数值分析

导出了Ｅｙｒｉｎｇ流体非稳态雷诺方程，在采用差分方法对非稳态弹流润滑过程进行 数值求解的基础上，着重分析了润滑剂的非牛顿效应。文中的完全数值分析为摩擦力的 计算以及润滑表面接触疲劳的研究提供了精确的压力分布和膜厚大小。     

冷挤压成形工艺中润滑特性的研究

文章对冷挤压工艺中的非稳态成形过程进行分析,在考虑金属塑性成形工艺中润滑剂呈非牛顿特性的条件下,运用塑性成形理论和摩擦学原理建立了比较精确的润滑模型,并运用该模型推导出油膜压力、润滑膜厚度、摩擦力的计算公式     

颗粒脱黏对异质摩擦界面点接触弹流润滑的影响

建立了异质摩擦界面点接触弹流润滑模型,利用MATLAB对其进行数值仿真,研究了颗粒脱黏对接触区域油膜厚度和压力分布的影响,并分析了异质材料内部的最大剪应力分布情况。结果表明,不同形式的颗粒脱黏均会增加颗粒分布区域的油膜厚度,其中颗粒上方脱黏的作用最为明显;随着颗粒埋布深度的增加,其脱黏对于膜厚的影响逐渐减小,高弹性模量颗粒脱黏对油膜厚度变化的影响小于低弹性模量颗粒脱黏;颗粒发生脱黏后,油膜压力会在油液移出颗粒分布区域时产生激增,严重影响点接触弹流润滑性能;颗粒脱黏会在颗粒靠近脱黏区域的两侧形成很大的剪应力,从而导致异质材料产生裂纹甚至断裂等进一步失效。     

弹流润滑理论在凸轮机构设计中的应用

本文阐述了在凸轮机构设计中,建立弹流润滑的重要性,概要地介绍了弹流润滑理论,提出了凸轮接触表面之间形成油膜的条件,并举例进行了计算。     

弹流润滑理论在凸轮机构设计中的应用

本文阐述了在凸轮机构设计中 ,建立弹流润滑的重要性 ,概要地介绍了弹流润滑理论 ,提出了凸轮接触表面之间形成油膜的条件 ,并举例进行了计算。