乏油条件下的自旋弹性流体动力润滑研究

发布时间：2022-12-07 02:44

　　本文主要研究自旋及乏油存在条件下的弹性流体动力润滑理论。全文包括五个部分,即UHMWPE型人工髋关节的稳态乏液弹流润滑多重网格解法;对流换热项在热弹流润滑中对温度的影响;自旋运动对椭圆接触热弹流润滑的影响;乏油条件下点接触稳态自旋弹流润滑研究;自旋润滑的实验研究。 首先,将乏油概念推广到球坐标系下,研究了人工关节乏液弹流润滑问题,构建了球坐标下乏液弹流润滑的数学模型,分析了不同的供液膜厚、载荷及径向间隙对乏液润滑行为的影响。 其次,考察了对流换热项对热弹流润滑的影响。通过分析验证了热对流项的存在对温度的影响极小的判断。因此,在热分析中可忽略热对流项,从而降低问题的复杂性。 然后,建立了同时考虑自旋和热效应的弹流润滑数学模型,并求得了其完全数值解。分析了不同的参数下自旋对热弹流润滑的影响,并对等温解和热解做了定量的比较。 另外,构建了乏油条件下的自旋弹流润滑的有效算法。基于这种算法,研究了不同的等效入口膜厚对自旋弹流润滑状态的影响。 最后,用光干涉实验台进行了旋滚条件下的弹流润滑的膜厚测试,分析了不同的载荷、速度下的弹流润滑特点。 

【文章页数】：119 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
物理量名称及主要符号表
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 弹性流体动力润滑的研究进展
        1.2.1 计算方法概述
        1.2.2 实验测试和方法
    1.3 本文的研究背景
        1.3.1 乏油问题
        1.3.2 自旋条件下的弹流润滑问题
        1.3.3 人工关节弹流润滑问题
    1.4 本文的主要研究内容及意义
第2章 UHMWPE型人工髋关节的稳态乏液弹流润滑多重网格解法
    2.1 人工髋关节乏液弹流润滑模型
    2.2 基本方程及其边界条件
        2.2.1 Reynolds方程
        2.2.2 总间隙方程
        2.2.3 载荷方程
    2.3 基本方程的无量纲化
        2.3.1 无量纲Reynolds方程
        2.3.2 无量纲总间隙方程
        2.3.3 无量纲载荷方程
    2.4 数值方法
        2.4.1 基本方程的离散
        2.4.2 基本方程的缺陷方程
        2.4.3 压力的松弛迭代
        2.4.4 部分油膜比例的松弛迭代
        2.4.5 偏心率调整
    2.5 结果分析
    2.6 本章小结
第3章 对流换热项在热弹流润滑中对温度的影响
    3.1 润滑模型
    3.2 基本方程及其边界条件
        3.2.1 考虑热效应的Reynolds方程
        3.2.2 膜厚方程
        3.2.3 载荷方程
        3.2.4 粘压粘温关系
        3.2.5 密压密温关系
        3.2.6 油膜的能量方程
        3.2.7 固体的能量方程
        3.2.8 流速表达式
    3.3 基本方程及其边界条件的无量纲化
        3.3.1 无量纲Reynolds方程
        3.3.2 无量纲膜厚方程
        3.3.3 无量纲载荷方程
        3.3.4 无量纲粘压粘温关系
        3.3.5 无量纲密压密温关系
        3.3.6 无量纲油膜能量方程
        3.3.7 无量纲固体能量方程
        3.3.8 无量纲流速
    3.4 数值计算方法
    3.5 结果与讨论
    3.6 本章小结
第4章 自旋运动对椭圆接触热弹流润滑的影响
    4.1 数学模型及运动分析
    4.2 基本方程
        4.2.1 Reynolds方程
        4.2.2 密压密温关系
        4.2.3 油膜的能量方程
        4.2.4 固体的能量方程
        4.2.5 流速和速度梯度表达式
        4.2.6 滑滚比
    4.3 基本方程的无量纲化
        4.3.1 无量纲Reynolds方程
        4.3.2 无量纲密压密温关系
        4.3.3 无量纲油膜能量方程
        4.3.4 无量纲固体能量方程
        4.3.5 无量纲流速及速度梯度
        4.3.6 滑滚比
    4.4 数值计算方法
    4.5 结果分析
    4.6 本章小结
第5章 乏油条件下等温点接触稳态自旋弹流润滑研究
    5.1 润滑模型
    5.2 基本方程及其边界条件
        5.2.1 Reynolds方程
        5.2.2 总间隙方程
        5.2.3 载荷方程
        5.2.4 粘压关系
        5.2.5 密压方程
        5.2.6 接触参数
    5.3 基本方程的无量纲形式
        5.3.1 无量纲Reynolds方程
        5.3.2 无量纲总间隙方程
        5.3.3 无量纲载荷平衡方程
        5.3.4 无量纲粘压关系
        5.3.5 无量纲密压关系
    5.4 数值求解
        5.4.1 基本方程的离散
        5.4.2 压力的松弛迭代
        5.4.3 部分油膜比例的松弛迭代
        5.4.4 计算方法
    5.5 结果分析
    5.6 本章小结
第6章 自旋条件下弹流润滑的实验研究
    6.1 实验设备
    6.2 油膜厚度的计算
    6.3 实验步骤
    6.4 实验材料
    6.5 实验结果分析
    6.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间完成的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]人工关节弹流润滑供液条件分析[J]. 郇艳,杨沛然.  润滑与密封. 2008(05)
[2]椭圆接触弹性流体动力润滑的供油条件分析[J]. 尹昌磊,杨沛然.  摩擦学学报. 2007(02)
[3]椭圆接触纯自旋问题的弹流润滑数值分析[J]. 孟庆恩,杨沛然.  润滑与密封. 2006(03)
[4]角接触球轴承摩擦力矩的计算[J]. 徐荣瑜.  轴承. 1994(06)

硕士论文
[1]点接触热弹性流体动力润滑的供油条件分析[D]. 谭洪恩.青岛理工大学 2008



本文编号：3712091