点接触润滑状态转化的实验观察

利用球-盘接触润滑油膜厚度的光干涉测量法,通过卷吸速度或载荷的改变实验研究了弹性流体动力润滑与流体动力润滑转化过程中油膜厚度的变化规律。实验结果显示这2种润滑状态之间存在明显的过渡区。与已有的理论一致,在弹性流体动力润滑区和流体动力润滑区,油膜厚度与卷吸速度或载荷在对数坐标中呈直线关系。在两者的过渡区,固体表面的弹性变形量随卷吸速度或载荷的变化发生明显的变化,油膜厚度与速度或载荷的关系不再为对数坐标中简单的线性关系。使用已有的润滑状态区理论不能得到实验观测到的润滑状态的转化过渡区。

表面特性对纯滑弹流油膜形状和摩擦力的影响的试验研究

针对界面滑移效应可能产生较低的摩擦力,采用具有不同表面浸润性的玻璃盘,进行了纯滑弹流润滑试验.在采用SiO2镀膜玻璃盘的球-盘接触高聚物纯滑润滑试验中,从弹流到动压润滑的摩擦系数曲线呈现不同于传统Stribeck曲线的两个拐点.两个拐点分别与凹陷出现及弹性变形消失相关联.在较低载荷下,不同盘表面产生相近的干涉图像和摩擦系数曲线,高聚物的非牛顿效应产生的表观滑移可能是入口凹陷及非典型摩擦系数曲线的主因;在较高载荷下,盘滑试验中铬盘产生的摩擦系数和油膜厚度均较SiO2盘低,具有较低表面能的铬盘产生的界面滑移被认为是产生较低摩擦系数的主因.

微型滑块面接触润滑油膜测量系统

本文介绍了1种微型面接触润滑油膜厚度测量系统,在一定载荷下以静止的微型滑块平面和旋转的光学透明圆盘平面形成流体动压润滑油膜,利用光干涉方法对润滑油膜的最小厚度值进行测量.微型滑块工作面为高反射率研抛平面,光学透明圆盘表面镀有析光薄膜,利用1种柔-刚性结构对微型滑块进行定位,可实现滑块平面对圆盘平面倾角的任意调节和动态保持.使用该测量系统还可以获得在不同的滑块倾角、速度和载荷下的面接触润滑油膜.并且测量结果与经典润滑理论有较好的一致性.

一类反常弹流油膜出现的实验研究

采用光干涉法对球-圆盘和椭圆滚子-圆盘形成弹流油膜的凹陷现象进行研究.结果表明:凹陷只存在于一定的速度范围内,并受到载荷、卷吸方向及运动条件的影响;在速度-载荷关系曲线上,凹陷出现区域为一开放的三角形;润滑油的极限剪应力特性及其诱发的界面滑移为凹陷产生的原因.

界面滑移条件下点接触Stribeck曲线的实验研究

采用高黏度聚异丁烯润滑油,在光学弹流实验机上考察球-盘接触纯滑条件下的摩擦因数随卷吸速度和载荷的变化。结果表明,随着卷吸速度的增加,球-盘接触副进入弹流润滑并向流体动压润滑转变的过程中,摩擦因数并不像传统的Stribeck曲线一样,随着卷吸速度的增加而单调增加,而是呈现先上升、后下降、再上升的趋势,其中摩擦因数下降时的起始速度大致为凹陷出现的速度,摩擦因数再上升时的速度大致是润滑进入动压润滑的速度。初步论证界面滑移为产生上述波动的主要原因。

界面滑移条件下弹流油膜的试验观察

在极低速纯滑动条件下完成高粘度聚丁烯弹流油膜的光干涉测量试验,观察到明显的油膜入口凹陷现象。试验结果表明,入口凹陷的深度随载荷的增加而增加,随卷吸速度的增加存在一个极大值。试验中润滑剂的粘度越高,入口凹陷越容易出现。纯滑动条件下,油膜厚度对速度和载荷的依赖关系明显偏离了经典的弹流理论。试验中观察到的入口凹陷证明了已有入口凹陷弹流数值分析的正确性。

基于Circular模型的大剪应变率点接触弹流界面滑移数值分析

采用Circular流变模型,将假定的流体的极限剪应力特性模型拟合入Reynolds方程,编写Fortran语言程序,数值模拟界面滑移效应.计算从弹流润滑(EHL)延展到动压润滑(HL)区域.随着速度增加,摩擦系数曲线出现反常波动,表现为两个异常拐点.在中、高速度下,模拟获得的接触轮廓等值线图中观测到入口凹陷及中心区下凸.进一步讨论了载荷、速度、综合弹性模量、滑滚比等因素对滑移的影响.界面滑移效应被认为是产生反常接触轮廓和摩擦力波动的主因,与试验结果互为验证.