乳化液润滑复合塑料轴承的弹流润滑分析

论文摘要

论文对乳化液润滑复合塑料轴承建立了弹流润滑理论模型,用多重网格技术,得到了乳化液润滑复合塑料轴承等温弹流润滑问题和考虑惯性力的热弹流润滑问题以及微观热弹流问题和时变微观热弹流问题的完全数值解,并与油和水润滑下的数值结果进行了比较分析。讨论了乳化液膜压力、膜厚和温度随不同参数的变化关系。此外,还分别探讨了乳化液润滑橡胶、陶瓷和巴氏合金轴承材料对钢摩擦副的弹流润滑问题,讨论了粗糙峰波长、载荷以及转速对乳化液膜压力和膜厚的影响。数值计算结果表明,乳化液润滑条件下,不考虑塑料的粘弹性时,塑料与钢摩擦副较容易形成弹流润滑。塑料对钢摩擦副中,惯性力对乳化液膜压力的影响不大,而对乳化液膜厚度和温度的影响是不容忽视的。载荷和转速的改变均会引起乳化液膜压力和膜厚的变化。油和乳化液在钢对钢摩擦副中,油润滑更容易形成稳定的弹流润滑膜;乳化液和水在塑料对钢摩擦副中,乳化液润滑较容易形成弹流润滑膜。在相同的载荷和速度下,橡胶、陶瓷和巴氏合金对钢摩擦副中,惯性力对压力的影响均较小,对温度影响较大,对陶瓷和巴氏合金对钢摩擦副的乳化液膜膜厚影响较大,对橡胶对钢摩擦副的乳化液膜膜厚影响较小。粗糙峰的存在会引起乳化液膜压力的局部压力峰,使乳化液膜膜厚减小,粗糙峰波长、无量纲速度和无量纲载荷参数的改变,均会引起乳化液膜压力和膜厚的变化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 物理量名称及符号表
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源及研究意义
• 1.1.1 课题研究的来源
• 1.1.2 课题研究的实际意义
• 1.1.3 课题研究的理论意义
• 1.2 塑料轴承国内外发展动态及研究现状
• 1.3 乳化液的研究现状综述
• 1.3.1 乳化液润滑剂的特点
• 1.3.2 乳化液的研究进展
• 1.4 轴承的润滑机理研究现状
• 1.5 软弹流润滑问题
• 1.6 课题的主要研究内容
• 第2章 乳化液润滑复合塑料轴承等温弹流润滑理论分析
• 2.1 几何模型
• 2.2 乳化液的参数计算
• 2.2.1 乳化液的粘度计算
• 2.2.2 乳化液的比热计算
• 2.2.3 乳化液的密度计算
• 2.2.4 乳化液的热传导系数计算
• 2.3 弹流模型基本方程及其无量纲化
• 2.3.1 基本方程及其边界条件
• 2.3.2 无量纲化
• 2.4 计算方法
• 2.4.1 计算域及网格的确定
• 2.4.2 差分格式及主要方程的离散
• 2.4.3 数值求解
• 2.5 结果分析
• 2.5.1 载荷和压力对乳化液膜压力和膜厚分布的影响
• 2.5.2 乳化液润滑下等温无限长线接触弹流润滑结果分析
• 2.5.3 乳化液和油润滑数值结果分析比较
• 2.5.4 乳化液和水润滑数值结果分析比较
• 2.6 本章小结
• 第3章 乳化液润滑考虑惯性力的复合塑料轴承热弹流润滑数值分析
• 3.1 几何模型
• 3.2 基本方程及其无量纲化
• 3.2.1 基本方程及其边界条件
• 3.2.2 无量纲化
• 3.3 数值方法
• 3.3.1 主要方程的离散
• 3.4 结果分析
• 3.4.1 乳化液润滑下惯性力对数值计算结果的影响
• 3.4.2 各因素对乳化液膜压力和乳化液膜厚度分布的影响
• 3.4.3 油润滑下的数值计算结果
• 3.4.4 水润滑下的数值计算结果
• 3.4.5 油、水和乳化液润滑数值结果的比较
• 3.4.6 乳化液润滑条件下橡胶/钢摩擦副的数值结果分析
• 3.4.7 乳化液润滑条件下陶瓷/钢摩擦副的数值结果分析
• 3.4.8 乳化液润滑条件下巴氏合金/钢摩擦副的数值结果分析
• 3.4.9 橡胶、塑料、陶瓷和巴氏合金与钢摩擦副数值计算结果的异同
• 3.5 本章小结
• 第4章 乳化液润滑复合塑料轴承的微观热弹流润滑分析
• 4.1 几何分析
• 4.2 基本方程
• 4.3 无量纲方程
• 4.3.1 无量纲化的粗糙度公式
• 4.3.2 乳化液膜厚度的无量纲方程
• 4.4 结果分析
• 4.4.1 基本参数
• 4.4.2 连续波状粗糙度对乳化液膜压力和膜厚的影响
• 4.4.3 各主要因素对弹流乳化液膜的影响
• 4.4.4 油、水和乳化液润滑数值结果比较
• 4.5 本章小结
• 第5章 乳化液润滑复合塑料轴承时变微观热弹流润滑分析
• 5.1 几何分析
• 5.2 基本方程
• 5.3 基本的方程的无量纲化
• 5.3.1 无量纲化的粗糙度公式
• 5.3.2 乳化液膜厚度的无量纲方程
• 5.3.3 Reynolds方程的无量纲方程
• 5.4 结果分析
• 5.4.1 基本参数
• 5.4.2 惯性力对乳化液膜压力和膜厚的影响
• 5.4.3 各主要因素对弹流乳化液膜的影响
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文
• 致谢