点接触时变热弹流润滑理论及应用研究

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本论文对一般条件下的几个点接触时变热弹流润滑问题及其应用进行了详细的研究,得到一种普遍的点接触非稳态热弹流数值解法。压力计算采用多重网格法,膜厚计算使用多重网格积分法,温度计算在两固体同向运动时采用单向逐列扫描,两固体反向运动时采用双向逐列扫描。数值计算过程表明,本文的完全数值计算方法非常有效。 首先,本文数值模拟了偏心轮机构承受瞬变载荷的热弹流润滑问题,获得了润滑油膜的压力、膜厚和温度分布,给出了偏心轮-挺杆副工作的一个周期内在不同的偏心距作用下油膜中心压力、中心膜厚、最小膜厚和摩擦系数的变化。对等温解、热解和准稳态解进行了比较。着重阐述了零卷吸速度瞬时的压力、膜厚和温度分布,讨论了挤压效应和温度-粘度楔机理对油膜凹陷的影响。分析了椭圆比和最大Hertz压力对油膜压力、膜厚和温度的影响。同时还求出了偏心轮机构在常载下的热弹流解。 其次,求解了考虑法向振动的弹流润滑问题,得到了固体法向振动时动态和准稳态热解以及动态等温解,考察了油膜中心压力、载荷系数、中心温度、中心膜厚及最小膜厚在一个周期中的变化,给出了各个瞬时油膜压力、膜厚和温度的分布。分析了固体振动的频率和振幅对润滑油膜的作用,讨论了接触固体正反向运动对弹流润滑行为的影响。 最后,研究了钢球的横向振动对钢球和玻璃盘之间的热弹流润滑的影响,用时变热弹流理论解释了表面凹陷的移动现象。从数值结果和实验结果的定性比较可知,固体的横向振动极有可能是Ehret和Bauget实验中观察到的凹陷移动的产生原因。另外,还分析了接触区的曲率半径、载荷、环境粘度和粘压系数对润滑油膜行为的影响。
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