点接触瞬态热混合润滑数值分析

发布时间：2020-06-04 13:57

【摘要】：目前越来越多的机械设备在重载情况下运行,许多重载设备在工作过程中载荷往往都集中在一个非常小的接触面上,导致非常大的工作压力和弹性变形。由于机械表面存在一定的粗糙度,接触界面处有些地方存在固体的直接接触(接触区),有些地方被润滑油隔开(流体区),往往把这种流体区和接触区共存的现象称为混合润滑。目前对于混合润滑的数值研究主要集中在恒温情况下,对于热混合润滑的研究较少,而重载情况下必然导致高温,因此考虑温度场的混合润滑更加符合实际情况。本文主要建立了热混合润滑模型,通过数值模拟的方法,研究球轴承不同工况下的热混合润滑现象,并分析温度场对其润滑性能的影响。首先,研究固体表面温度场的计算方法,比较矩形近似法,Green函数法和线性插值三种不同方法的计算精度和计算效率,确定Green函数法适合用于混合润滑热分析。其次,结合表面温升方程,油膜温度方程和统一的Reynolds方程系统建立瞬态热混合润滑模型。数值分析得出热混合润滑的主要特征,研究热混合润滑瞬态过程中油膜压力,厚度及温度场的变化,分析温度场对润滑性能的影响。最后,将热混合润滑模型与角接触球轴承运动模型相结合,建立角接触球轴承热分析模型。研究轴承不同工况下的油膜压力,厚度及温度场的分布情况,分析轴承滚动体自旋速度,轴承接触角和吻合度等参数对其润滑性能的影响。
【图文】：

矩形热源引起的稳态温升

17图 2.6(a~b)给出了一个对应于 Hertzain 点接触的椭圆热源(图 a 中 pe=10)引起的稳态温升(图b)，图2.6c给出坐标点固定在热源中心并随热源移动，pe=0.01、pe=1、pe=5、pe=10 时该椭圆热源作用下中心截面的温升结果与 Tain 和 Kennedy[27]的解比较也具有较好的一致性。(a)椭圆热源 (b) 稳态温升(Pe=1)(c) 中心截面温度图 2.6 椭圆热源引起的稳态温升在图 2.5~6(a,b)中两种热源的引起的温升分布都受热源分布的影响，，温升最大值坐标与热源最大值的坐标出现偏移，并且偏移方向与热源运动方向一致。2.5~6(c)中间截面温度图中，x 轴是表示位置坐标，y 轴表示无量纲温度，图中随着速度(pe)的增加表面温升越低，并且最大温升逐渐从热源中心(x=0)向热源边缘移动。这说明速度(pe)越小时
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH117.2

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本文编号：2696485