弹性流体动力润滑中的粘度楔理论

经典的弹性流体动力润滑 (弹流 )理论体系已经较完善的建立 .然而在实验和理论研究中 ,一些同经典的弹流理论相悖的现象被证实 ,使非经典弹流粘度楔理论的建立成为必然 .介绍了粘度楔理论建立的学术背景 ,综述了国内外相关机构的研究成果 。

内燃机主轴承热弹性流体动力润滑研究

建立了内燃机主轴承热弹性流体动力润滑计算的数学模型和有限元模型。依此模型,对某4缸柴油机的5个主轴承进行了计算,分别算出其在一个工作周期内的最大油膜压力、最小油膜厚度、最高油膜温度、摩擦功耗和轴心轨迹。计算结果表明:3号主轴承所受到的载荷峰值最小,一个工作周期内的平均载荷最大,平均油膜厚度最小,油膜温度最高,平均油膜压力和摩擦功耗最大。3号主轴承的润滑状况不佳,应对其进行优化设计。

轴颈倾斜的径向轴承热弹性流体动力润滑分析

通过联立求解质量守恒的广义Reynolds方程、能量方程、固体热传导方程和固体变形方程,建立了轴颈倾斜的径向轴承三维热弹性流体动力润滑(TEHD)模型.在此基础上,深入研究了轴颈倾斜径向轴承的TEHD性能.结果表明,弹性变形和热变形都对轴颈倾斜径向轴承的性能具有显著影响.当只考虑弹性变形时,油膜厚度变化曲线出现了局部"凸"的形状,且最大油膜压力减小;当只考虑热变形时,油膜厚度变化曲线出现了局部"凹"的形状,且最小油膜厚度增大,但热变形对最大油膜压力的影响不大;当同时考虑弹性变形和热变形(即完整的TEHD模型)时,轴颈倾斜径向轴承的所有性能参数都发生了明显的变化,因此,对于重载高速的操作工况,有必要建立轴颈倾斜径向轴承的TEHD模型.

弹性流体动力润滑状态下滚动轴承摩擦的分析

基于非牛顿弹性流体动力润滑(弹流润滑)点接触问题的数值求解方法,对深沟球轴承滚动体与滚道椭圆接触的稳态与瞬态润滑问题进行了分析.依据油膜压力与油膜厚度的数值计算结果,讨论了接触表面粗糙度、表面几何形态(粗糙表面峰谷高度)、滑滚比、接触力以及滚动速度等参数的改变对润滑深沟球轴承摩擦系数的影响.结果表明:表面粗糙度的改变对摩擦系数的影响较小;粗糙度一定时,表面几何形态的差别对摩擦系数影响较小;摩擦系数随着滑滚比的提高而增大;接触力与滚动速度的提高导致摩擦系数增大.

反常弹性流体动力润滑现象的热粘度楔润滑机理研究

综述了青岛理工大学润滑理论研究团队对弹性流体动力润滑(简称弹流润滑)两种反常现象和与之相关的热粘度楔润滑机理研究的主要成果.本研究从理论上完整揭示了弹流润滑中热粘度楔效应的重要作用,证明了学术界前辈对零卷吸条件下热弹流润滑膜的存在和关于热粘度楔效应猜想的正确,并完成了对Kaneta表面凹陷的理论解释与数值仿真.Kaneta表面凹陷现象是Ka-neta等1992年发现的,为了理解Kaneta表面凹陷,各国学者先后提出了五六种尝试性理论或假说,而本研究的数值仿真雄辩地证明了这种现象产生于热粘度楔机理,从而引起了学术界对热粘度楔效应的重视.

非道路两缸柴油机轴承热弹性流体动力润滑特性研究

基于热弹性流体动力润滑理论和多体动力学理论,针对自主研发的非道路2D25卧式两缸柴油机,采用AVL Excite Power Unit软件建立曲轴轴承的多体动力学模型,探讨柔性整机体模型下轴瓦与轴承座的弹性变形、润滑油的黏温及黏压特性、轴瓦及轴颈的表面粗糙度及热效应等因素,建立轴承的润滑模型并计算不同工况下各轴承的载荷、油膜厚度、油膜压力和摩擦功耗。研究结果表明:随着转速的升高,主轴承的总摩擦功耗增加,轴瓦的热负荷增大;高转速下,第一主轴承(MB1)和第三主轴承(MB3)存在轴颈倾斜不对中,出现偏磨现象,导致第二缸爆发时主轴颈振动加剧;连杆轴承油膜压力分布均匀性较好,轴瓦热负荷低,在高转速下润滑效果更佳。

内燃机排气凸轮/挺柱机构的瞬态热弹性流体动力润滑研究

在对内燃机排气凸轮/挺柱机构进行运动学和动力学分析的基础上,采用多重网格法和多重网格积分技术对该摩擦副进行了热弹性流体动力润滑研究。结果表明:凸轮的一个旋转周期内的不同瞬时摩擦副的润滑状况存在显著的差别,压力、膜厚等相关参数都表现出剧烈的变化;最小膜厚和最高接触压力出现在凸轮挑尖处;卷吸速度为零的2个工作点之间是凸轮-挺柱润滑的危险区;摩擦造成的润滑油温升超过40℃。

超大滑滚比热弹性流体动力润滑

求出了润滑副两表面反向运动 ,即滑滚比大于 2直至无限大的线接触热弹性流体动力润滑问题的完全数值解 ,揭示出这种润滑膜的几个特点 ,如表面的凹陷 ,随滑滚比的增加第二压力峰并入且逐渐增高压力主峰等 ,并讨论了温度

不同功率下柴油机主轴承弹性流体动力润滑分析

计算了某16缸V形机车柴油发电机组滑动主轴承在不同功率(2 000、2 430、2 650、2 940kW)下的润滑情况.将曲轴设为弹性体,以考虑曲轴弹性变形对主轴承润滑状态的影响.对主轴承在工作过程中发生的摩擦接触,采用Greenwood-Tripp粗糙接触模型来计算,并用AVL相关标准评价了润滑计算结果.由计算结果看出,4个计算工况中的2 940、2 650和2 000kW工况均存在个别轴承处于半干摩擦状态的情况,而2 430kW工况的润滑情况相对最好;第8、7、1主轴承为工作中相对危险的主轴承,危险主轴承位置和摩擦接触发生的部位与实际情况接近.试分析了造成第8、7、1主轴承出现摩擦接触的结构性原因.

内燃机连杆轴承的弹性流体动力润滑设计

内燃机连杆轴承的润滑状态对连杆轴承的疲劳寿命影响很大。随着内燃机的不断强化,摩擦损耗导致疲劳破坏而使内燃机连杆轴承失效的问题较为常见。在传统设计中对内燃机连杆轴承的弹性流体动力润滑设计还没有定量分析。本文对此问题进行探讨,以求从理论上对连杆轴承的弹性流体动力润滑设计方法进行研究。

蜗杆传动的弹性流体动力润滑

从弹性流体动力润滑理论和蜗杆传动的特点出发,分析了有关文献对蜗杆传动弹性流体动力润滑条件分析中的不足,指出了滚动速度是建立润滑油膜和油压的重要条件,论证了滑动速度对润滑油膜和油压的形成也有较大影响。采用Dowson公式计算油膜厚度时,为了考虑滑动速度的影响可引入滑动速度系数Ks予以修正。

时变线接触热弹性流体动力润滑问题的高精度数值算法

采用二阶差分格式离散弹流问题数学模型中的Reynolds方程和能量方程,以冲击载荷问题为算例,计算时变线接触热弹性流体动力润滑的压力、弹性变形和载荷,并将计算结果与采用一阶差分格式的计算结果相比较。研究发现,二阶差分格式和一阶差分格式在描述油膜的整体变化方面作用相同,但是二阶差分格式可以较精确地模拟油膜中压力、膜厚和温升的变化,尤其是对油膜变化细节的描述更为精细和准确。

基于质量守恒边界条件和微凸峰接触的动载轴承热弹性流体动力润滑特性

基于质量守恒边界条件和Greenwood/Tripp微凸峰接触理论,建立动载滑动轴承的热弹性流体动力混合润滑模型,该润滑模型能够同时预测油膜、空穴、接触的共生现象。计算结果表明,计入温度影响后,轴瓦变形增加,微凸峰接触加重,最小油膜厚度降低,摩擦功耗增大;润滑油和轴瓦温度瞬时、局部增高明显,尤其在轴承端面。计入温度影响后,润滑油进/出口流量增加,表明轴承对温度具有一定的自适性。研究结果表明,在关键动载轴承的设计中基于质量守恒条件,同时计入接触和温度影响,是非常重要的。

内燃机主轴承弹性流体动力润滑计算分析

建立了内燃机主轴承弹性流体动力润滑计算的数学模型和有限元模型.依此模型,对某四缸柴油机的5个主轴承进行了计算,分别算出其在一个工作周期内的油膜压力、油膜厚度、摩擦功耗和轴心轨迹.通过对计算结果的分析表明,第3号主轴承所受到的载荷最小,平均油膜厚度最小,平均油膜压力和摩擦功耗最大.第3号主轴承的润滑状况不佳,应对其进行摩擦学优化设计.

弹性流体动力润滑理论的回顾与展望——纪念润滑理论的基本方程Reynolds方程发表一百周年

本文为纪念流体润滑理论的基础方程——著名的Reynolds方程发表100周年而作。文中介绍了弹性流体动力润滑研究中使用最普遍的三种数值方法,简要地回顾了弹性流体动力润滑的历史,对该领域未来的研究工作提出了建议。

大型轧机油膜轴承的三维热弹性流体动力润滑分析

对大型轧机油膜轴承的热弹性流体动力润滑特性及能量方程的求解方法进行了理论研究,利用有限差分法,通过联立求解Reynolds方程、、轴颈和锥、衬套的传热方程以及膜厚方程、润滑油的粘度和密度方程,对油膜轴承的热效应问题进行了数值求解。在求解过程中考虑了粘度和密度随压力和温度变化的情况,分析计算了不同工况下的刚性与弹性油膜温度分布情况。

基于热弹性流体动力润滑理论的内燃机主轴承油槽设计

建立了内燃机(ICE)主轴承热弹性流体动力润滑模型。预开设不同的油槽,计算研究了主轴承油槽的宽度、开设角度和位置对主轴承润滑性能的影响。结果表明,油槽的宽度对主轴承润滑性能有较大的影响,使主轴承处于最佳流体动力润滑状态的最佳油槽宽度只存在于一个较小的范围内,大约在(0.03～0.15)B(B为轴承宽度)之间;油槽开设的角度和位置同样影响主轴承的润滑性能;主轴承适合开设周向油槽,且油槽的角度取0°～90°或270°～90°时主轴承润滑性能较好。

圆弧齿轮热弹性流体动力润滑数值解

根据圆弧齿轮啮合点具有二维表面速度的点接触弹流模型,在变网格下联立求解能量方程、雷诺方程和弹性位移方程等,获得了齿面接触区内的温度、压力和润滑膜厚度分布。计算考虑了润滑剂粘度和密度随温度压力变化和挤压膜效应等因素。用恩瑞模型进行了齿面摩擦分析,讨论了工况变化对齿轮润滑性能的影响。结果表明:在中等载荷或转速时,圆弧齿轮的润滑膜厚度是渐开线齿轮的3倍以上,而齿面摩擦因数比渐开线齿轮小近一个量级;圆弧齿轮沿齿宽方向的滚动速度对润滑膜性态起主导作用,沿齿高方向的滑动速度对润滑膜温升及膜厚影响不大;齿面挤压膜效应对压力分布有一定影响。

弹性流体动力润滑发展的拐点研究

本文通过总结研究弹性流体动力润滑 (以下简称弹流 )自创立以来近半个世纪的发展历程 ,找出了对其发展起着重大作用的四个拐点 ,分析并揭示了其内在的规律。

凸轮弹性流体动力润滑油膜厚度计算的新方法

本文先给出了全膜线接触弹流膜厚计算的统一公式 ,应用弹性流体动力润滑理论 ,探讨了凸轮油膜厚度的计算方法 ,利用MATLAB软件编制的程序可计算凸轮弹性流体润滑油膜厚度、凸轮膜厚比λ ,从而能判断摩擦副之间的润滑状态 ,并对判断凸轮表面损坏形式、减少两接触表面的磨损、凸轮参数优化设计和使用寿命预测等具有重要意义。