表面异构微槽滑动副的动压润滑性能比较

为表面微结构的主动设计提供参考,采用基于纳维-斯托克斯方程的计算流体动力学方法,在垂直主流方向零压条件下对表面具有数种槽造型的滑动副进行全膜厚润滑分析。建立异形同尺度微槽几何模型,以牛顿流体和层流假设进行非光滑流场计算,在3种滑动速度下以造型壁面的剪应力和总压为基础讨论摩擦情况,并分析造型的诱导动压和润滑流场油膜压力极值位置,对比了不同造型对应润滑场的净黏性力。单向滑动工况数值模拟表明:不同类型槽的动压润滑性能差异显著;梯形类槽表现出较好的动压润滑性能,光滑壁面上各点相对摩擦因子最大值仅为0.54,非光滑诱导动压增量达13.8%,压力极值位置与理论支撑中心偏心率为7%。     

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。     

含固体微粒润滑流本热弹流润滑分析

应用微极流体理论，考虑到流体的可压缩性和热效应，建立了微极流体动力润滑的基本方程。进行了重载工况下含固体微粒润滑流体弹流润滑数值分析，获得了微极参数对润滑油膜压力、形状、温度以及摩擦力的影响分布，进一步探讨了其润滑机理和微极效应。     

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.     

调制波长对铜—镍纳米多层膜磨损性能的影响

研究了用电沉积法制得的不同调制波长纳米多层膜的滑动磨损状况、试验方法是把不同调制波长的多层膜与５２１００钢的外圆柱柱面在不同载荷下进行无润滑磨损、试验结果表明,铜－镍纳米多层对钢无润滑滑动的磨损抗力与单一金属铜或镍膜相比大大增加,而且调制波长越小,其磨损抗力越大。     

混合流润滑条件下的水润滑橡胶轴承的润滑特性

针对水润滑橡胶轴承在混合流态下的润滑问题,基于层流、湍流经典润滑理论建立了水润滑橡胶轴承混合流态下的润滑方程,采用有限差分法分析了混合流润滑下的雷诺数、水膜厚度、衬层变形及水膜压力随偏心率、转速和长径比的变化规律,并将层流、湍流和混合流3种润滑流态下计算得到的润滑特性进行了对比分析。结果表明:混合流润滑方程比层流和湍流润滑方程更适合水润滑橡胶轴承的实际运行工况,混合流润滑下的水膜厚度、衬层变形和水膜压力的取值范围均处在层流润滑和湍流润滑之间;在混合流润滑下,雷诺数在承压区随偏心率的增大而减小,同时随转速的增加而增大;水膜厚度随偏心率的增大而减小,随转速和长径比的增大而增大;偏心率对最大衬层变形的影响最大,转速的影响次之,长径比的影响最小;水膜压力在承压区随着偏心率、转速和长径比的增加均增大。此研究可为准确分析水润滑橡胶轴承实际运行工况下的润滑特性提供参考,也可为计算流体动力学(CFD)仿真水润滑轴承润滑机理的研究提供依据。     

界面滑移与油膜破裂

利用数学规划法分析了滑块轴承的界面滑移问题．对于粘塑性极限流变模型，界面滑移使油膜承载力下降；若两个润滑表面全部发生相对界面滑移，则油膜动压效应消失，不能承载．计算结果表明，当润滑油的极限应力参数给定后，轴承有一个极限滑动速度．在此极限速度以下，轴承可以安全工作；否则，将发生油膜破裂．     

评价润滑脂的新方法

用旋转式粘度计对润滑脂进行试验研究表明:它的流动性能类似于宾汉塑性体,可用数学模型τ=τ_0+η·D描述;即剪应力由两部分组成:屈服极限和粘度效应。此外,受剪区的塑性润滑膜可以采用牛顿流体润滑膜中使用的计算方法,但需引入表观粘度η~*的概念,τ=η~*D。研究结果为正确设计及选用润滑脂、润滑脂润滑系统,特别是为脂润滑的滑动轴承的设计、计算提供了依据。     

粗糙齿面啮合的热弹流润滑分析

在王晓力等的基于平均流量模型的广义Reynolds方程的基础上,进一步建立了综合考虑流体的非牛顿特性、可压缩性、齿面粗糙度效应及热效应的线接触混合弹流润滑的广义Reyn-olds方程;并采用多重网格法求解润滑方程组,采用逐列扫描步进法求解温度控制方程,获得了渐开线齿轮传动混合热弹流润滑的完全数值解。对部分算例,分别分析了一对轮齿从入啮到脱啮的整个啮合过程中最大主剪应力和平均油膜厚度的变化规律。计算结果表明,计入齿面的粗糙度效应后,轮齿接触应力显著增大,这必然会对轮齿接触疲劳强度产生重要影响,因此,基于Hertz理论进行齿轮接触疲劳强度设计有失安全性。     

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.     

四棱楔体空间滑动坡体稳定分析模型

根据土的塑性上限理论和极限平衡分析理论，提出了空间滑动坡体稳定分析模型，该模型可以考虑坡体可能滑动的极限状态和空间效应的影响。     

湿滑路面上固体颗粒对轮胎附着性能的影响

文章依据流体动力润滑理论,把轮胎的黏性滑水现象模拟为光滑胎面单元与粗糙路面之间的动压、挤压膜问题,同时考虑了雨水中固体颗粒浓度对黏度的影响,从而建立了轮胎/路面黏性滑水现象的平均流量模型,并进行数值求解,分析了固体颗粒、外载荷、初始高度、滑动速度等因素对轮胎附着性能的影响。结果表明,外载荷、初始高度、滑动速度对轮胎湿附着性能有重要影响,减少液膜中固体颗粒浓度有利于提高胎面单元的湿附着性能。这些结果将促进轮胎黏性滑水理论的进一步完善。     

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。     

油腔式滑动轴承的有限元动力分析

本文用伽略金法对油腔式动滑动轴承建立有限元的数学模型，使流量平衡方程，雷诺方程及压力降方程同时求解，在提高精度的同时使得复杂边界的润滑问题能用统一的数学模式表达，讨论了油腔式滑动轴承的动特性，用摄动理论建立扰动压力方程，为求解带来了方便本文的 计算结果与有限差分的计算结果具有较好的合，分析结果表明有用有限元法解决几何形状复杂的润滑问题是行之有效的。     

YB55透明纸包装机勾形推包器润滑装置的改进

YB55透明纸包装机勾形推包器滑动座导向轴润滑采用的是喷淋滴式润滑，由于原润滑装置设计存在不合理性，经常因为润滑油中的杂质堵塞，使滑动座与导向轴之间因摩擦而发生咬死。为了解决这个问题，对现有的润滑装置部位进行了分析、研究，制订了具体的改进方案。改进后润滑装置结构简单、运行可靠，解决了滑动座与导向轴之间因摩擦而发生咬死的现象，在生产实践中获得了较好的经济实用价值。     

含固体微粒润滑流体热弹流润滑分析

应用微极流体理论 ,考虑到流体的可压缩性和热效应 ,建立了微极流体动力润滑的基本方程 .进行了重载工况下含固体微粒润滑流体弹流润滑数值分析 ,获得了微极参数对润滑油膜压力、形状、温度以及摩擦力的影响分布 ,进一步探讨了其润滑机理和微极效应 .     

密封环滑动面变形对润滑性能的影响

建立了机械密封环滑动面变形的几何模型,采用自适应相关函数模拟密封环滑动面的微观表面形貌。结合所模拟的粗糙表面,建立了滑动面变形时的微观流体动压润滑模型,采用有限差分法,运用MATLAB语言进行编程求解,实现了对一定外载荷下滑动面微观流体润滑压力分布和流体膜厚度分布的计算。在此基础上,通过一个具体的实例计算分析,系统研究了滑动面变形和外载荷变化对密封环流体膜厚、摩擦力、发热量、泄漏量等润滑性能的影响规律,得到一系列规律性曲线,并进行了一定的分析说明。     

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。     

基于有限长线接触的直齿轮弹流润滑数值模拟

针对具有旋转与轴向2个方向速度的胶印机窜墨棍直齿轮润滑问题,提出一种基于有限长线接触的直齿轮弹性流体动压润滑的数值模拟方法.首先,对模型进行几何分析,并运用有限长弹流理论建立了包含2个方向速度的控制方程,如Reynolds方程、油膜几何方程、润滑油黏度、密度方程和载荷平衡方程;然后,对控制方程进行无量纲化以提高数值计算效率和求解的收敛性;最后,采用有限差分法对具有强非线性的控制方程进行离散化,并采用多重网格法进行数值求解.数值计算结果表明,该方法能有效获得直齿轮不同工况下的润滑油膜压力、膜厚分布,同时还可得到相应的油膜摩擦系数,为研究具有2个方向速度的直齿轮摩擦问题提供了一种有效途径.     

表面粗糙度对低速水润滑滑动轴承混合润滑性能的影响

针对船用滑动轴承在低速水润滑工况下液膜承载能力不足导致的局部固体接触碰磨问题,研究了表面粗糙度对水润滑滑动轴承混合润滑性能的影响。假设轴颈和轴承表面粗糙峰服从高斯分布,以粗糙峰高度综合标准差表征表面粗糙度,联立平均雷诺流体润滑方程和GreenwoodTripp(GT)固体表面接触方程,对比分析了全膜润滑和混合润滑下的液膜厚度和压力分布,针对几种典型转速研究了表面粗糙度对轴承的液膜承载力及其最大压力、粗糙峰接触承载力及其最大压力、偏心率和最小名义膜厚的影响。数值计算结果表明:在低速水润滑工况下,混合润滑模型的最大液膜压力比全膜润滑模型降低一个数量级以上,粗糙峰接触压力的产生使得最小名义膜厚增加;随着表面粗糙度的增加,液膜承载力、偏心率、最大液膜压力和最大粗糙峰接触压力呈减小趋势,粗糙峰接触承载力和最小名义膜厚呈增加趋势;在混合润滑下转速对最小名义膜厚和偏心率的变化曲线没有影响。该研究可对低速水润滑滑动轴承优化及可靠性设计提供一定的参考。