冲击载荷条件下线接触往复运动的弹流润滑特性

考虑到在工程实际中机械要素常受到冲击载荷的作用,研究在稳态加载、正弦波加载及三角波加载条件下线接触往复运动工况的热弹性流体动力润滑特性,并探讨在正弦波加载方式下,不同的冲程长度对热弹性流体动力润滑特性的影响。结果表明:冲击加载条件对油膜的压力、膜厚、温度都有较大的影响,随着载荷的增加,油膜中压力增大,膜厚降低,温度升高;在相同的加载方式下,冲程长度越长,一个周期相同瞬时的卷吸速度就越大,因此油膜厚度越厚,温升也越明显,而摩擦因数则明显降低。     

线接触往复运动的热弹流润滑特性研究

应用数值分析方法求解了线接触往复运动工况下的热弹性流体动力润滑特性.假设所研究的润滑油服从Ree-Eyring流变模型.计算结果显示:由于挤压效应,油膜在行程末端形成凹陷.在行程中由于楔形效应和挤压效应的共同作用出现波动. 即使油膜中温升很小,热效应对摩擦因数和膜厚仍起重要作用.     

表面波纹度对工业链套筒-销轴铰链副热弹流润滑的影响

运用弹流润滑理论,针对工业链中套筒和销轴之间的接触,采用无限长线接触热弹流模型研究表面波纹度对不同型号链条接触区的油膜厚度、压力及温度的影响。结果表明:表面波纹度会引起油膜压力、膜厚和温升的显著波动;对于小的当量曲率半径,膜厚波动的振幅同表面波纹度的差距很大,接近100%,但是随着当量曲率半径的不断增大,膜厚波动的振幅逐渐降低,最后表面波纹度已不发生弹性变形;膜厚的波纹度振幅变化还与波纹度的波长有关,波长越长,波纹度振幅变化的速度越慢;在某些特定接触条件下,波纹度表面可以形成比光滑表面更厚的油膜。     

斜齿轮接触线上载荷分布的弹流润滑解

在充分考虑斜齿轮啮合特性的基础上，将三维弹流问题转化为二维问题来解决，在全齿高接触线上获得了具有典型弹流润滑特征的压力分布和油膜形状，进而计算了接触线上的载荷分布。     

表面凹槽对滚子链套筒-销轴摩擦副热弹流润滑影响的数值模拟

以工业滚子链为工程背景,研究表面沟槽对套筒-销轴铰链副在充分供油条件下的热弹流润滑问题的影响。分析基于长椭圆接触假设,建立稳态热弹流润滑的数学模型,采用纵向和横向2种凹槽的表面织构形式。结果表明:在椭圆接触区长轴两端布置2个对称的纵向凹槽时,可以起到储油的作用,增加局部油膜厚度;在椭圆接触区长轴两端各布置3个对称的横向凹槽时,会引起油膜厚度、压力与温度的急剧变化,增加了动压效应。在接触区端部设置横向凹槽的效果要好于设置纵向凹槽。     

线接触非稳态弹流润滑的完全数值解及其应用研究

本文提出了Nowton-Raphson迭代与低松驰迭低联合求解一般非稳态弹流问题的数值方法。该方法参数范围广,收敛速度快。通过对各种非稳态弹流润滑过程的数值模拟,阐明了一些非稳态弹流润滑的特征,发现了压力“双峰”现象。最后,本文针对凸轮－挺柱副非稳态弹流润滑问题的实例,进行了完全数值模拟,获得了成功。     

脂润滑弹流线接触问题的数值解

根据实测的润滑脂流动特性和流变参数,本文推导了Herschel-Bulkley流体模型的雷诺方程。应用数值方法求解了线接触脂润滑弹流问题。在求解过程中考虑了润滑脂的触变性和屈服剪应力造成的稳定乏油边界对润滑膜厚度的影响,得到数值解与实验结果相一致。本文还解释了润滑膜厚度随着剪切时间延长而减小的原因。     

高速重载圆柱齿轮弹流润滑数值分析

为研究高速重载下齿轮的性能,采用复合直接迭代法,对航空发动机传动系统中高速、重载圆柱齿轮润滑状态进行仿真分析,研究不同功率、不同转速、不同滑油入口温度对齿轮啮合区压力、油膜厚度、油膜温度的影响.数值计算结果表明:随着齿轮传递功率的增加或是转速的降低,啮合区压力增加,油膜温度有所上升;当齿轮保持较高转速时,功率对油膜厚度...     

线接触弹流脂润滑数值分析与实验研究

建立无限长滚子与平面的线接触等温弹流脂润滑模型,采用多重网格法研究纯滚工况下载荷和卷吸速度对润滑油膜特性的影响;采用多功能双色光弹流润滑油膜测量实验台,在相应工况下进行变载荷和变速度实验研究。数值模拟结果表明,较大的载荷可以获得更大的压力和更小的膜厚,较大的速度则主要提升了二次压力峰并增大了膜厚。实验结果表明:随着载荷的增大,整体膜厚、最小膜厚和中心膜厚均先增大后减小,但载荷较小时出现了最小膜厚和中心膜厚实验值和理论模拟值不一致的变化趋势,这可能是数值模拟分析时稳态假设与实际润滑脂流变特性、时变特性及润滑机制不符造成的;随着速度的增大整体膜厚、最小膜厚和中心膜厚都线性增大,且实验值与理论模拟值有较高的一致性。     

有限长热弹流温度影响因素的研究

运用多重网格法求解了长径比为2工况下线接触热弹流润滑问题,探讨了速度、黏度、滑滚比对弹流温度的影响。同时对滚子中部的点进行拟合,给出了一定工况下该处弹流温度与其影响因素的关系式。结果表明:速度、黏度、滑滚比是弹流温度的重要影响因素。随着速度的增大,在弹流入口位置油膜温度增大,在出口处则减小;同时温度峰值明显增大,并向入口方向偏移。而黏度和滑滚比在入口区的影响不明显。温度峰值随着黏度的增大而增大,并向入口方向偏移。滑滚比的增大减弱了温度峰值的出现,并趋向于光滑,峰值位置也无明显变化。     

表面划痕对滚子润滑性能的影响

对滚子表面划痕对润滑性能的影响进行研究。研究表明,划痕两侧将产生压力和温度升高及膜厚跌落,划痕中部将出现压力和温度跌落及膜厚增加,并且这一现象随划痕深度和宽度的增加趋于剧烈,将恶化滚子的应力状态;与划痕深度比,划痕宽度对划痕两侧最小膜厚的影响不显著。     

线接触非稳态弹流问题的数值计算

非稳态弹流润滑是工程中常见状态,为了研究非稳态润滑时设备的工作性能,采用间接迭代法求解了周期载荷线接触弹流问题。通过算例研究工程上常见的余弦载荷作用下弹性流体动力润滑特性,探讨载荷、动载幅值和频率变化对油膜的影响。计算结果表明：随着载荷的增大,出口的颈缩现象减弱;随着频率和动载幅值的增大,压力曲线的形状发生改变,挤压效应明显。     

一种适用重载点接触弹流润滑问题的新的直接迭代法

基于快速求解点接触弹流问题的直接迭代算法,通过将压力迭代矩阵由满元矩阵变为带状的稀疏矩阵,提出一个更高效的求解点接触弹流问题的新算法.该算法不仅具有更高的计算效率,而且可适用于重载工况.采用新算法求解了若干重载点接触EHL问题,结果与采用逆解法求得的结果非常接近,表明直接迭代法也适用于重载弹流问题研究.     

线接触零卷吸弹流条件下的急停分析

对滚珠丝杠、滚珠蜗杆、无保持架滚柱轴承中常见的零卷吸状态下的急停问题进行热弹性流体动力润滑模拟;采用不同的初始零卷吸表面速度和急停时间,探讨线接触零卷吸条件下发生急停时油膜压力、膜厚和温升的变化。结果表明：相同急停时间下,中心压力和中心膜厚在急停过程中逐渐增大,随初始零卷吸表面速度的增加而轻微减小;初始零卷吸表面速度相同时,中心压力和中心膜厚均随急停时间的增加而逐渐增加;油膜的温度峰在急停前期缓慢下降,而在急停后期急剧下降。零卷吸工况下的急停会造成运动过程中接触区中心压力的急剧增加,会导致两接触固体间的应力远超过材料的屈服极限,使两接触表面会发生塑性变形,造成表面损伤。     

对数滚子偏斜时的弹流润滑研究

针对工程上滚子摩擦副偏斜的问题,研究了对数滚子偏斜时的弹流润滑特性。研究表明,偏斜后接触区出现大端和小端,大端处的压力增大而膜厚减小,小端处的压力减小而膜厚增大,并且这一趋势随着偏斜角的增大而趋于明显。偏斜现象总体上将恶化滚子的润滑状态。在同样的偏斜角下,滚子长径比越大,偏斜的影响越显著。适当增大对数滚子的凸度量可减弱偏斜现象的影响,因此,对于易发生偏斜的工况,设计时可适当增大滚子凸度量以补偿偏斜因素的影响。     

偏心凸轮副时变乏油润滑数值分析

为研究乏油条件下偏心凸轮副的润滑状态,基于凸轮-挺杆机构建立时变乏油润滑模型,探究一个周期内6个典型瞬时(60°、120°、180°、240°、300°、360°)的压力和油膜厚度变化规律,并分析不同凸轮旋转角度下转速、初始载荷和润滑油黏度等参数对接触区润滑状态的影响。结果表明：当凸轮转至180°时,膜厚最小,压力最大,乏油状况最严重;限量供油下最小膜厚出现在凸轮转角为180°时,但是凸轮转角为0°时乏油速度最快,乏油程度更深;增大凸轮旋转速度时乏油速度更快,乏油程度更深;相同供油条件下,润滑油黏度越高使得接触区乏油情况越严重,乏油速度更快,乏油程度更深;载荷对接触区的润滑状态的影响较小,只在凸轮转角为0°接触区卷吸速度最大时,能够体现出载荷对接触区润滑状态的影响。     

一个表面带单粗糙峰的线接触时变微弹流润滑数值分析

通过数值求解研究了一个固体表面的单粗糙峰对两固体形成的线接触时变弹流润滑区压力、膜厚分布曲线的影响。结果表明：粗糙峰的出现，使其对应位置上的压力、膜厚发生急剧变化；粗糙峰的移动，对压力和膜厚的变化、固体表面的凹陷现象以及Hertz接触区的出口颈缩均有不同的影响；另外，压力峰和油膜形状随着粗糙峰幅值和半波长的变化而变化。结果亦表明：准稳态解比时变解过高地估计粗糙峰对压力和膜厚的影响。