A new general rheological model for rheological lubrication

Limitation and deficiency of main thcoogical models at present are descrital and analyzed, and seteralgeneral rheological models are discussed and compared with each other, and basic demands for a general model aresummarized. The constitutive eqUation is proposetl for a new general theobocal model. The general medel feaaressimple structure and wide coverage, and can take the Place of many edsting thcofogical ed. The whel has suc-cessfully been used for Elastohydrodynamic lubrication calculation.

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。

HKD-1型航空润滑油特征剪切应力及有效粘压系数确定的研究

在球盘式拖动力试验机上,对HKD-1型航空润滑油进行拖动力测量,给出了根据拖动力试验曲线的非线性上升段确定润滑油有效粘压系数和特征应力的方法,对HKD-1型航空润滑油在试验条件下的粘压系数和特征应力进行分析,并建立了其计算公式.结果表明:特征应力和有效粘压系数的求解方法简单合理,其计算公式的拟合精度较高,可为轴承动态特性设计提供计算依据;随着接触压力、入口油温和滚动速度增加,HKD-1型航空润滑油的特征应力增大,其粘压系数减小;滚动速度对特征应力和粘压系数的影响小于接触压力和入口油温.

对基于恢复时间的剪稀流变模型的进一步探讨及其对squalane油品流变特性的模拟

本文作者前期基于球-杆变形后恢复到原状态的时间,建立了新的形式较简单的流变模型,并模拟了黏度较高的聚合油PAO 650的摩擦系数曲线.本文中将该模型的应用范围进行了推广,模拟了黏度较低的squalane油品的流变特性.把该流变公式应用到点接触热流变弹流润滑的数学模型中,通过与试验测得的摩擦系数的比较确定了使用该模型时squalane油品的待定参数值,进而得到了点接触热流变弹流润滑的完全数值解.结果表明:解得的压力、膜厚和温度的变化规律均符合预期,且摩擦系数曲线与试验结果整体吻合性较好.新流变模型对高、低黏度的油品均能得到合理的流变特性曲线,说明作者的基于恢复时间的流变模型具有一定的正确性和可应用性.另外,由新模型计算得到的squalane油品的剪应力曲线呈现出一近似水平段,这也在一定程度上解释了流变试验文献中多次提到的极限剪应力现象.

弹塑性流变模型在弹流脂润滑特性分析中的应用

采用自行研制的高速润滑脂拖动力试验装置测量了7007国产润滑脂的拖动力;以7007润滑脂为例,建立了该类高速润滑脂的平均剪切弹性模量和平均极限剪切应力的计算公式,基于Tevaarwerk-Johnson弹塑模型给出了拖动力的计算方法,并分析了其流变特性.结果表明:该润滑脂在本文试验条件下表现出弹塑性,其拖动力的理论预测值与试验测量值具有很好的一致性;所建立的拖动力计算公式可用于指导润滑分析领域的工程计算.

收敛楔中黏塑性流体动力润滑性能及边界滑移行为

根据高速重载工况下收敛楔中流体润滑膜所呈现的黏塑性流变行为,选取了Smith流变模型推导得到收敛楔中发生边界滑移后的黏塑性流体动力润滑方程。并针对等温常黏不可压缩流体动力润滑问题,根据润滑膜中切应力分布情况及最大切应力所在位置给出了润滑过程中初始滑移位置,滑移区域发展方式及分布的理论分析。通过联立求解不同区域的黏塑性流体动力润滑方程基础上,对多种膜厚比和运动润滑表面速度下的收敛楔中黏塑性流体动力润滑特性及其边界滑移行为进行分析,并与经典流体动力润滑理论解进行对比,结果表明膜厚比和运动润滑表面速度对黏塑性流体动力润滑性能及边界滑移行为有显著的影响。

零卷吸条件下界面滑移的试验观察

利用光干涉技术观察球-盘运动状态由纯滑动变为零卷吸后接触区内润滑油膜的变化特征,得出不同于经典理论的结果,并将其归因于界面滑移效应。对于可能导致界面滑移产生的润滑油极限剪应力和界面临界剪应力2种机制进行分析,认为界面临界剪应力可以合理解释试验现象。为进一步证实分析的正确性,追踪零卷吸条件下冲击封油核心的运动规律,试验结果与分析结果相吻合。对零卷吸和球纯滑条件下封油核心运动速度进行定量对比,结果显示润滑油内存在同一不可超越的临界剪应力,得出镀有铬膜的玻璃盘界面具有较低的临界剪应力。

重载点接触热弹流润滑中滚子表面剪应力分析

对HKD-1型航空润滑油进行了重载点接触热弹流计算和滚子表面剪应力分析,并进行了试验验证。结果表明:重载情况下,润滑油的非牛顿特性较显著。滚子表面的剪应力随滑滚比的增加而增大,各种模型下得到的剪应力分布形状相似。采用Evans-Johnson模型预测的剪应力较准确,采用Newton模型预测剪应力误差较大,滑滚比较大时,Newton模型对剪应力的预测失真。

极限剪切状态下的线接触Reynolds方程

本文导出了考虑极限剪切状态的线接触流变热弹流Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程，该方程以Ｅｖａｎｓ－Ｊｏｈｎｓｏ流变模型为基础，可用于求解线接触流变热弹流润滑问题的油膜厚度、压力分布、剪应力分布和牵曳系数曲线。计算实例表明，润滑油的流变特性对弹流润滑的油膜形状和压力分布影响不大，但对Ｈｅｒｔｚ接触区的剪应力分布有显著影响。

颗粒脱黏对异质摩擦界面点接触弹流润滑的影响

建立了异质摩擦界面点接触弹流润滑模型,利用MATLAB对其进行数值仿真,研究了颗粒脱黏对接触区域油膜厚度和压力分布的影响,并分析了异质材料内部的最大剪应力分布情况。结果表明,不同形式的颗粒脱黏均会增加颗粒分布区域的油膜厚度,其中颗粒上方脱黏的作用最为明显;随着颗粒埋布深度的增加,其脱黏对于膜厚的影响逐渐减小,高弹性模量颗粒脱黏对油膜厚度变化的影响小于低弹性模量颗粒脱黏;颗粒发生脱黏后,油膜压力会在油液移出颗粒分布区域时产生激增,严重影响点接触弹流润滑性能;颗粒脱黏会在颗粒靠近脱黏区域的两侧形成很大的剪应力,从而导致异质材料产生裂纹甚至断裂等进一步失效。

表面改性对滑动轴承弹流润滑的影响

考虑滑移边界条件,建立了极限剪应力模型和线接触弹流润滑模型,推导了润滑剂界面滑移速度,并修正了流体润滑Reynolds方程,针对界面改性后滑动轴承的润滑状态进行了探究。首先,分析了对轴瓦和轴颈界面均进行改性处理后,轴承润滑状态在整个弹流润滑接触区的变化;其次,分别研究了仅对轴瓦或者轴颈做改性处理的影响;最后,探究了界面改性对轴承摩擦因数的影响,并讨论了摩擦因数随载荷、速度的变化。结果表明,在弹流润滑的条件下,同时对轴瓦和轴颈进行表面改性处理时,油膜会在入口区形成凹陷,在出口区形成坍塌;仅对轴颈界面进行改性处理时,油膜会在整个接触区形成凹陷,对应的压力也会随之增加;相反,仅对轴瓦界面进行改性处理时,油膜厚度减小,压力降低;表面改性处理后,摩擦因数降低,并随载荷、速度的增大而减小。