无限大接触面圆坑织构参数优化

运用平均流量雷诺方程建立圆坑织构表面微流体动压模型,数值分析无限大摩擦接触面织构参数对流体动压润滑影响,并提出优化方法。研究结果表明:存在最优织构面积比区间(5%～15%)使平均油膜压力最大,存在最优深度4μm使平均油膜压力最大,并且最优深度与润滑膜膜厚成正比。引入新的参数:深度膜厚比。当深度膜厚比为1.4时,平均油膜压力达到最大。在实际应用中,根据摩擦系统具体工况,由Stribeck曲线估算系统膜厚,然后根据膜厚求出最优坑深。在不考虑边界限制和其他限制条件前提下,随着直径的增大,织构化表面平均油膜压力线性增加,所以较大接触面宜选用较大直径织构。

圆坑织构高速列车气固界面的摩擦噪声分析

以Prandtl边界层理论和摩擦噪声理论为基础,建立了高速列车车厢气固界面的噪声模型,分析了边界层内部的压力场、速度场和噪声分布情况。仿生猎隼表面织构,以表面织构产生微小的涡流场减小空气摩擦阻力,并设计了车厢表面的圆坑织构,分析了圆坑织构参数对摩擦噪声分布的影响。分析结果表明:优化织构的深径比、面积比与织构的拓扑结构可取得显著的降噪效果,与光滑界面相比,优化深径比的织构的摩擦噪声的最大降幅达到11dB,其他织构在一定高度能降低4～5dB。