椭圆齿轮的弹流润滑研究

通过对互相啮合的一对椭圆齿轮的综合曲率半径、卷吸速度、单位接触长度载荷的分析,给出了椭圆齿轮弹流润滑的实用计算公式以及节曲线平均最小膜厚公式。此式的计算结果可以作为判断椭圆齿轮润滑性能优劣的依据。     

考虑空穴和微观弹流润滑效应的连杆大头轴承热弹流混合润滑分析

基于多体动力学原理建立了考虑空穴效应和微观弹流润滑效应的连杆大头轴承热弹性流体动力混合润滑的计算模型,提出了穴蚀位置的识别方法,分析了轴承润滑状态并获得了轴承摩擦损失的热量分配方法.结果表明:连杆大头轴承处于混合润滑状态,其粗糙接触发生在上轴瓦顶部的两侧边缘;结合轴心轨迹、润滑油填充率、润滑油填充率的变化率和液动油膜压力变化率可以有效识别穴蚀位置;连杆大头轴承的平均摩擦功率为0.44kW,最大粗糙摩擦功率仅为111.1mW,但对其瞬时摩擦功率的监测并不能判断局部的润滑状态;大头轴承的润滑热量散失以热传导为主要方式.     

机械设计参数与弹流润滑

提高机械设计的质量,合理选择设计参数,不仅需要进行强度设计,而且需要进行摩擦学设计.本文应用弹性流体动力润滑理论计算齿轮、凸轮等线接触高副零件表面的润滑膜,来说明机械设计参数选择对机械产品设计质量影响的重要性.     

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。     

采用域外法求解弹流润滑问题的研究

本文讨论了运用域外法求解二维、三维线性微分方程的边值问题,分析了配置区域和配置点的选取对计算精度的影响,作为算例之一,给出了可倾瓦推力轴承弹流润滑问题的计算结果。     

基于热弹流混合润滑的内燃机滑动轴承零磨损

将零磨损的试验判据与多体动力学模型、热弹流润滑模型和微凸体接触模型相结合,建立了内燃机滑动轴承零磨损评价模型,并通过定义零磨损安全系数来预测轴承的零磨损可靠性同时将零磨损模型应用于某6缸柴油机主轴承设计.结果表明,采用所提出的方法能够预测轴瓦表面的零磨损安全系数的分布情况,为轴承零磨损设计提供理论依据.     

表面粗糙对线接触低弹性模量弹流润滑性能的影响

实际润滑表面上的粗糙会导致润滑压力和膜厚发生明显变化。由于软材料弹流润滑膜厚远小于相似情况下硬材料的膜厚，所以在软弹流润滑中考虑粗糙度的影响更为重要。利用多重网格的数值法得到了大量软弹流数值解，用它分析了表征谐调粗糙的峰高、波长和相位等参数对润滑特性的影响。由于膜厚是润滑性能的重要参数，这里着重讨论了粗糙度对各特征膜厚的影响。对计算结果的分析表明：粗糙度对膜厚的影响可以分为两个区间，小波数区和大波数区。在小波数区，粗糙的峰高、波长和相位的变化对润滑各特征膜厚的影响十分明显。随粗糙度的波数增大，粗糙的影响趋于稳定。最后给出了模拟接触区膜厚的近似公式。     

弹流润滑状态图及其在机械设计中的应用

在介绍了1977年Hooke修订的弹流理论润滑状态图之后,阐述了江苏工学院机械设计教研室提供的更佳的润滑状态图。应用该图探讨了齿轮传动在啮合区的油膜厚度分布规律,为齿轮的优化设计具有良好的润滑油膜提示了途径。     

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。     

混合弹流润滑修形斜齿轮齿面摩擦功率损耗

针对斜齿轮修形设计中齿面摩擦功率损耗的问题,研究了斜齿轮齿廓修形、齿向修形和拓扑修形方法,基于齿轮接触分析和齿面承载接触分析提出了修形齿轮齿面摩擦功率损耗及混合弹流润滑条件下修形齿轮摩擦系数计算方法。对齿廓修形、齿向修形及拓扑修形斜齿轮修形参数与齿面摩擦功率损耗的关系进行了仿真,结果表明:对于齿廓修形,修形量对功率耗损影响较小,而且齿廓修形功率耗损波动较小,对传动有利;对于齿向四阶修形曲线,修形长度变化对功率损耗影响较大,而且齿向修形长度增大后功率耗损波动增大,对传动不利;与单纯齿向修形相比,修形长度较大时拓扑修形下功率损耗波动量减小,对传动有利。     

高斯粗糙表面辐射特性的数值研究

采用时域有限差分法和近场-远场变换对两种不同材料的一维微尺度高斯粗糙表面辐射特性进行了数值模拟,并将计算结果与其他方法进行了对比分析.研究结果表明,对于理想导电材料表面,随着均方根粗糙度的增加,其双向反射率的尖峰值逐步减小并最终消失;随着均方根粗糙度与表面关联距离之比的增加,向后反射变得愈加明显;相同表面轮廓特征条件下...     

不同粗糙度条件下硅橡胶表面织构润滑特性的研究

为了研究表面织构在不同粗糙度条件下的润滑特性,使用球-盘式摩擦实验机,以具有不同粗糙度和表面织构的硅橡胶(PDMS)试样盘为下试样、GCr15轴承钢球为上试样进行摩擦实验,润滑液采用体积分数为60%的甘油-水溶液.实验结果表明,在较低的滑行速度下,表面织构会增大光滑PDMS试样的摩擦因数,但却降低粗糙PDMS试样的摩擦因数.当摩擦副处于混合润滑状态时,试样表面粗糙度有一个最优值范围,在该范围内织构化的试样具有最优的摩擦性能,如在滑行速度为1mm/s、织构面积率为10.4%的情况下,粗糙度为230nm的试样比粗糙度为20、280和360nm的试样具有更低的摩擦因数.     

粗糙表面确定性接触模型中峰的再定义

为了解决目前不同微凸峰确定准则所等效的接触模型中可能存在峰的不连续、重叠、丢失而造成接触过程中缺失基准,从而导致粗糙表面在相互作用过程中不能进行有效计算等问题,在3点峰和3点谷的基础上,定义当3个连续峰的中间峰高于相邻峰时为真峰、当3个连续谷的中间谷低于相邻谷时为真谷,并对其进行匹配得到谷-峰-谷模式的微凸峰。通过一组粗糙表面,分析了不同的采样间隔和粗糙度对峰数量、平均峰半径和峰高度的影响,并与文献中不同的准则进行了对比。结果表明:不同微凸峰确定准则所等效的模型具有很大的不确定性;随着采样间隔的增加,峰数量明显减少,平均峰半径和峰高度增大,当采样间隔小于0.5μm时,不同的确定准则影响减小;随着粗糙度的降低,峰数量略微增多,平均峰半径增大,平均峰高度减小。该模式的微凸峰为接触特性的演化提供了一个基准。     

弹塑性接触粗糙表面切向载荷-位移模型

针对在法向载荷和切向载荷联合作用下粗糙表面的接触问题,建立了一种同时考虑微凸体弹性接触和塑性接触的接触界面切向载荷-位移新模型。对弹性接触的微凸体,采用Hertz弹性理论描述法向接触载荷-变形关系,采用Mindlin微观滑移理论解描述切向载荷-位移关系;对塑性接触的微凸体,采用Abbott和Firestone塑性接触理论描述法向接触载荷-变形关系,在切向采用Fujimoto模型的切向载荷-位移关系。利用概率统计分析方法,建立了整个粗糙表面切向载荷-位移关系。将模型与仅考虑微凸体弹性接触情况的模型进行了对比,研究了不同模型参数对切向载荷-位移关系的影响。结果表明:考虑微凸体弹塑性接触的模型能够更好地描述粗糙表面切向载荷-位移关系;微凸体高度分布密度函数的方差增大,相同平均接触距离下,切向载荷-位移关系受塑性接触微凸体的影响增大;方差相同时,平均接触距离增大,切向载荷-位移关系的斜率增大。     

一种改进的粗糙表面法向弹塑性接触解析模型

针对现有各种粗糙表面接触模型存在的不足,提出一种改进的粗糙表面法向弹塑性接触解析模型,该模型同时考虑了微凸体完全弹性、弹塑性和完全塑性3种变形状态。对完全弹性和完全塑性变形阶段,采用经典弹性接触和塑性接触力学公式进行建模;对混合弹塑性变形阶段,提出一种利用低阶椭圆曲线插值进行解析建模的方法。进一步,利用概率统计分析方法建立了粗糙表面法向弹塑性接触模型。将该模型与公开文献中的其他模型进行了对比,结果表明:该模型能够描述出微凸体接触状态变量随法向接近量单调、连续和光滑的变化过程,并且能够对粗糙表面法向弹塑性接触行为进行建模;模型的预测结果和基于有限元结果的经验模型的预测结果接近。     

等离子喷涂Ni60A/MoS_2复合润滑涂层摩擦学特性研究

在UMT-2微观磨损试验机上研究了等离子喷涂Ni60A/MoS2复合润滑涂层的摩擦学特性,且对摩擦表面进行了SEM观察和分析.研究结果表明:随着MoS2含量的增加,摩擦因数显现先减小后增大的趋势,并在MoS2的质量分数为40%时达到最小值.随着载荷的增加磨损量明显增大,当载荷由80 N变化到120 N时,载荷对磨损的影响较为显著,120 N时的磨损量大约为80 N时的1.7倍左右,载荷对摩擦因数也有较大的影响,等离子喷涂涂层的主要磨损失效形式为磨粒磨损和粘着磨损.     

微凹坑形状对试件表面摩擦特性的影响

在试件表面分别加工圆形、正方形和椭圆形的微凹坑阵列,利用往复式摩擦试验法研究了微凹坑形状对试件表面摩擦特性的影响.结果表明:在固定的微凹坑面积及深度下,每种形状的微凹坑表面织构都存在一个最优的面积率,使得摩擦面具有最低的摩擦系数;通过比较各形状微凹坑最优面积率下的减摩效果,发现椭圆形微凹坑具有最好的减摩效果,在试验载荷...     

考虑压剪组合作用力的双粗糙表面接触模型

粗糙表面的接触分析应用广泛,但其接触机理至今仍不够明确.有鉴于此,文中提出了一种考虑压剪组合作用力的双粗糙面接触模型.该模型用韦伯分布函数来描述双粗糙面的复合粗糙度,用球谐转向扩张函数来描述微凸体接触对接触方向的概率分布.分析表明:粗糙度对接触面的竖向和剪切刚度有明显的影响;接触对的方向分布对剪切刚度的影响显著,是模型中应包含的一个重要参数.数值分析与试验结果有很好的吻合度,说明所提出的模型是有效的.