基于Carreau流变模型的圆柱滚子轴承热混合润滑分析*

为了研究圆柱滚子轴承接触区的混合润滑性能,建立基于Carreau非牛顿流体的热混合润滑模型,求解非牛顿流体线接触热混合润滑数值解。研究滑滚比、卷吸速度及载荷对线接触混合润滑特性的影响,并与相同工况下牛顿流体热混合润滑的结果进行对比。结果表明：随着滑滚比、卷吸速度及载荷的增大,油膜温度都会升高,Carreau非牛顿流体的温度要低于牛顿流体的温度;油膜厚度随着滑滚比、载荷的增大而减小,随着卷吸速度的增大而增大,Carreau非牛顿流体与牛顿流体膜厚相差不大;随着滑滚比的增大,2种流体的平均摩擦因数均增大,随着卷吸速度和载荷的增大,2种流体的载荷比均减小。     

点接触混合润滑的数值求解方法

基于半系统法的统一Reynolds方程,对点接触混合润滑进行数值模拟。在流体润滑区,采用Reynolds方程求解流体压力,在固体接触区采用简化Reynolds方程求解压力。弹性变形使用离散卷积-快速傅里叶变换(DC-FFT)计算。为了加快迭代收敛速度,在数值求解过程中使用渐进网格加密(Progressive Mesh Densification,PMD)算法。数值模拟结果表明,该模型可以快速地求解光滑和粗糙表面条件下的各种润滑情况,包括全膜、混合和边界润滑;随着卷吸速度的增加,润滑状态从边界到混合再到全膜润滑是个光滑过渡的过程。     

等温条件下非牛顿流体的弹流特性分析

为研究弹流润滑的非牛顿效应,对稳态和时变条件下等温点接触牛顿流体与非牛顿流体的弹流特性差异进行分析。假设润滑剂为Ree-Eyring非牛顿流体,研究卷吸速度、滑滚比、最大赫兹接触压力以及特征剪应力对弹流润滑性能的影响,分析时变条件下非牛顿流体的弹流特性,并与牛顿流体进行比较。结果表明,等温、轻载工况下,速度的增加导致牛顿流体产生较为尖锐的第二压力峰,导致非牛顿流体的接触区入口膜厚增加,且滑滚比越大增加越明显;高速、大滑滚比条件下,载荷越轻非牛顿效应越明显;时变条件下,速度波动对牛顿流体和非牛顿流体都产生较大影响,非牛顿流体的第二压力峰在各个瞬时始终小于牛顿流体。因此,等温点接触弹流润滑条件下,动态效应和非牛顿效应不应忽视。     

表面波纹度对超大滑滚比条件下线接触热弹流润滑的影响

采用数值分析方法研究超大滑滚比(2.0≤S≤∞)条件下表面波纹度对线接触热弹流润滑(EHL)的影响。分析在不同滑滚比条件下的表面波纹度的变形情况,研究表面速度和载荷对零卷吸工况下的油膜厚度、压力和温度分布的影响。结果表明,在大滑滚比条件下下,表面波纹度的变形随滑滚比的增加而减小;油膜凹陷深度和压力峰高度随表面速度降低而增加外,温升随表面速度增加而增加。     

滑滚比对于线接触往复运动工况的影响

应用数值分析方法研究了滑滚比对于线接触往复运动工况下的热弹性流体动力润滑的影响.计算结果显示:滑滚比显著影响油膜的摩擦学性能,尤其是油膜中的温升.在冲程末端,由于温升很小,油膜厚度受滑滚比的影响也小.随卷吸速度的增加,温度随滑滚比的增加而增加,从而膜厚随之变薄.滑滚比的增加造成了油膜的波动部分的延迟.     

点接触混合润滑中两种求解模型的比较

混合润滑是典型零部件主要的润滑状态,根据表面形貌表征方式的不同,混合润滑模型一般分为统计学模型和确定性模型两类.为研究2种模型求解粗糙表面点接触混合润滑性能的差异,通过基于平均流量模型和GW模型的统计模型、基于统一Reynolds方程的确定性模型,分析并比较不同表面粗糙度、卷吸速度、载荷以及润滑油环境黏度时2种模型预测...     

表面粗糙纹理对非牛顿热弹流润滑性能的影响

建立了考虑表面粗糙度的点接触热弹流润滑模型,假设滚滑工况下慢速运动的固体表面是粗糙的,而快速运动的固体表面绝对光滑.卷吸速度沿接触区短半轴方向,表面粗糙纹理以正弦函数来表征,润滑剂符合Ree-Eyring非牛顿流体粘性定律.通过完全数值求解,讨论了3种不同构成的粗糙纹理对弹流润滑性能的影响.其中2种是周期性时变问题,求解是从一个准稳态解开始逐个瞬时迭代来实现的.结果表明,粗糙纹理会使得接触区里对应处产生明显的局部高压,局部温升,油膜厚度也相应减小.而纵向粗糙度时润滑效果最差,因为具有更危险的最小膜厚值.     

变卷吸速度的点接触热弹流润滑分析

非稳态热弹流润滑一直是研究的热点和难点,针对变卷吸速度的点接触热弹性流体动力润滑问题,利用多重网格积分法,得到变卷吸速度的点接触热弹性流体动力润滑完全数值解。结果表明:卷吸速度的变化会引起油膜压力、膜厚和温度的变化;当卷吸速度变化到一定值时,在接触区会产生油膜的凹陷;凹陷的产生可用“温度-粘度楔”机制解释。     

基于分形几何理论的微气体轴承承载特性研究

为了研究微机电系统(MEMS)中气体轴承的流动特性,通过综合考虑分形粗糙表面与稀薄气体的耦合效应,推导出引入速度滑移边界的超薄气膜润滑雷诺方程,并使用有限差分法对其进行离散求解,数值分析了粗糙表面情况下不同参数对气膜压力分布、承载能力的影响,并与光滑表面的数值结果进行对比。结果表明:微尺度条件下,表面粗糙度与气体稀薄的耦合作用对压力的影响不可忽略,同时压力分布呈现一定的随机性;气膜厚度越小,表面粗糙度效应越显著,压力波动也愈强烈;台阶深度对光滑表面气膜压力几乎无影响;轴承间隙越小,转速越大,其承载力的相对变化幅度越显著。     

波动表面的等温弹流润滑分析

对具有波动表面的弹流润滑问题建立了数学模型,得到一种普遍的波动表面的点接触非稳态弹流数值算法.以准稳态解为初始条件,逐个周期求出了波动表面的等温牛顿流体弹流润滑的数值解,研究了两接触表面均带横向或纵向粗糙度的等温弹流润滑问题,分析了粗糙峰对压力和膜厚的时变影响,对比了接触表面带不同粗糙度的润滑性能,讨论了幅值和波长对压力和膜厚的影响.结果表明:接触区两表面的粗糙峰的叠加将产生更高的局部压力峰,膜厚变薄,粗糙峰的振幅越大,波长越短,对点接触弹流润滑越不利.     

Natural frequencies of vibration of a class of solids composed of layers of isotropic materials

In a recent paper, the Ritz method with simple algebraic polynomials as trial functions was used to obtain an eigenvalue equation for the free vibration of a class of homogeneous solids with cavities. The method presented is here extended to the study of a class of non-homogeneous solids, in which each solid is composed of a number of isotropic layers with different material properties. The Cartesian coordinate system is used to describe the geometry of the solid which is modelled by means of a segment bounded by the yz, zx and xy orthogonal coordinate planes and by two curved surfaces which are defined by fairly general polynomial expressions in the coordinates x, y and z. The surface representing the interface between two material layers in the solid is also described by a polynomial expression in the coordinates x, y and z. In order to demonstrate the accuracy of the approach, natural frequencies are given for both a two- and three-layered spherical shell and for a homogeneous hollow cylinder, as computed using the present approach, and are compared with those obtained using an exact solution. Results are then given for a number of two- and three-layered cylinders and, to demonstrate the versatility of the approach, natural frequencies are given for a five-layered cantilevered beam with a central circular hole as well as for a number of composite solids of more general shape.     

叶切面最大厚度数值计算与应用

以叶切面最大厚度的数值计算方法为基础,探讨叶切面最大厚度计算的计算机实现,介绍叶切面厚度数值计算法的应用实例.     

膨胀套导向机构的设计

通过分析膨胀套在实际使用产生滑移受阻现象、卡死现象原因的实质,并在分析产生问题原因的基础上提出了改进措施即：增加导向机构。     

双丝杠驱动机构同步分析

介绍了双丝杠驱动机构工作原理,论述了双丝杠运动产生不同步的原因以及如何判定与解决同步问题。     

磨粉机快辊轴承座加工工艺设计

设计了磨粉机快辊轴承座的加工工艺和具体的工装夹具.利用卧式加工中心加工磨粉机快辊轴承座,辅以能够高效快速夹紧的夹具,既可以保证加工精度,又能够提高加工效率.     

两种仪表功能合理性评述

本文以某些积算和双笔记录仪产品为例说明由于仪表功能设计的不合理或选型不当，影响了仪表的正常使用，制造厂和用户应关注这类问题。     

某型号飞机起落架支柱减振筒内壁腐蚀原因分析

飞机起落架减振支柱在飞机起落和滑跑时,吸收撞击能量,对飞机安全起降的意义重大.减振筒是减振支柱中的重要部件,本文从工艺流程、理化分析、外场使用和腐蚀机理分析等方面,对减振支柱减振筒内壁的腐蚀原因及危害进行了综合分析,并提出了相应措施.     

一种涡旋压缩机径向随变机构的设计

详细介绍了运用随变原理设计的一种新型径向密封机构的结构特点,工作原理及主要参数的确定方法,该机构可补偿由于涡旋体加工精度不高而造成的功率损失,适用于涡旋压缩机的批量生产。     

Method of implementation of the positive gradient of mechanical properties of triboengineering materials

Modern methods of implementation of the rule of positive gradient of mechanical properties are considered; this rule was formulated by I.V. Kragelskii and its application serves to minimize the friction and wear of solids. The given methods include the application of coatings with the method of finishing antifricton abrasion-free treatment; application of new metal-cladding lubricating materials; and creation of a nanostructural state of the surface iron nitride layer by nitriding steel with a positive gradient of hardness normal to the surface.     

Specific features of operation of electrostatic microgenerators of energy

Specific features of operation of one- and two-capacitor microelectromechanical converters (MEMC) of energy of mechanical microscopic vibrations into electric energy with a modulated electrode-gap magnitude and with allowance for the mutual influence of electrical and elastic forces are analyzed, and the characteristics of these two devices are compared. The main factors restricting the increase in MEMC power are demonstrated to be the effects of “collapsing” and the condition of conservation of positive rigidity of the system. Expressions for estimating the limiting MEMC parameters are derived. The possibility of electrical energy generation in the presence of “real“ sources of wide-spectrum microscopic vibrations is considered.