表面微观结构对流体润滑性能影响的研究

发布时间：2017-05-09 19:18

  本文关键词：表面微观结构对流体润滑性能影响的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：良好的承载能力和高速的运转能力是机械设备必备条件。这就要求零部件间相对滑动表面具有良好的润滑性能。但是,相对滑动表面间不可避免的会出现摩擦磨损的情况,要改善摩擦学特性可以从改变摩擦面间的润滑介质、改变摩擦副表面的材料和表面微观结构等方面进行研究。改变摩擦面间的润滑介质可以通过改变润滑液的种类以及在润滑液中加入添加剂等方式实现;改变摩擦副的材料,可以采用适当的合金、工业陶瓷、金属等具有减摩耐磨性能的材料进行替代,同时还可以选用各种改变表面性能的技术,如离子注入、离子镀、溅射、化学气相沉积和等离子喷涂等实现;而改变表面微观结构是利用表面加工等技术,从而提高承载能力,降低摩擦磨损,提高产品的可靠性和寿命。本文建立了凹坑、凸包、凹槽、凸槽四种微观结构的流体润滑模型,并研究了四种微结构对轴承中间隙流体的影响规律。研究结果表明,凹坑、凸包、凹槽、凸槽这四种表面微观结构在液体润滑条件下能够产生动压效应,且当负压值低于空化压力时,伴随着发生空化作用,该作用使四种表面微观结构都能够产生一定的承载力;而四种微观结构在气体全膜润滑下时,虽然也能产生动压效应,然而,由于未发生空化作用,所以无法产生承载力。同时,本文在全膜润滑研究的基础上,针对混合润滑的条件下也进行了数值建模,同时进行了实验验证,实验结果证明了混合润滑数值模型的正确性。并利用该模型研究了表面微观结构在混合润滑条件下摩擦系数随转速变化情况。研究结果表明,凸包形微观结构的摩擦系数要小于凹坑形微观结构的摩擦系数;凸槽形微观结构不过经过混合润滑阶段直接进入全膜润滑阶段,且摩擦系数在三者中最小。
【关键词】：表面微观结构 凹坑 凸包 凹槽 凸槽
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH117.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 课题背景9
• 1.2 国内外的研究进展9-16
• 1.2.1 一般表面微观结构的润滑和摩擦磨损特性的研究10-14
• 1.2.2 表面微观结构润滑和摩擦磨损特性的研究14-15
• 1.2.3 表面微观结构的加工方法15-16
• 1.3 本课题的研究意义和主要内容16-17
• 第二章 表面微观结构模型和计算理论方法17-28
• 2.1 表面微观结构模型的建立17-18
• 2.2 流体润滑理论18-21
• 2.3 流体润滑的数值计算方法21-22
• 2.4 润滑方程在COMSOL软件中的求解22-25
• 2.5 求解程序的验证25-27
• 2.6 小结27-28
• 第三章 表面微观结构全膜润滑的数值分析28-49
• 3.1 四种表面微观结构在液膜润滑下作用效果分析28-45
• 3.1.1 全分布的四种表面微观结构在液膜润滑下作用效果分析28-38
• 3.1.2 部分分布的四种表面微观结构在液膜润滑下作用效果分析38-45
• 3.2 全分布的四种表面微观结构在气膜润滑下作用效果分析45-48
• 3.2.1 模型的构建与边界条件的选择45
• 3.2.2 气膜润滑下四种表面微观结构的作用效果对比分析45-47
• 3.2.3 气膜润滑下作用机理分析47-48
• 3.3 小结48-49
• 第四章 表面微观结构混合润滑模型及计算方法49-55
• 4.1 混合润滑模型49-51
• 4.2 混合润滑数值计算方法51-52
• 4.3 模型的计算分析52-54
• 4.4 小结54-55
• 第五章 表面微观结构混合润滑的试验验证55-65
• 5.1 混合润滑模型的试验验证55-62
• 5.1.1 试验、加工及测量仪器55-58
• 5.1.2 试验试件58-61
• 5.1.3 试验过程61
• 5.1.4 试验结果61-62
• 5.2 混合润滑的对比分析62-63
• 5.3 小结63-65
• 第六章 总结与展望65-67
• 6.1 本文的主要结论65
• 6.2 研究展望65-67
• 参考文献67-72
• 攻读硕士学位期间主要研究成果及参与科研项目72-73
• 致谢73

【参考文献】

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本文编号：353141