裕油和乏油弹流润滑下航天轴承摩擦学特性及数值模拟研究

发布时间：2017-05-27 19:25

  本文关键词：裕油和乏油弹流润滑下航天轴承摩擦学特性及数值模拟研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：为了对国产航天润滑剂的润滑性能进行评估,特别是对航天润滑剂在裕油和乏油润滑下摩擦特性和油膜形成的能力,当前只能通过试验和数值模拟的方式进行。而这些评估研究对于提高航天轴承的设计质量和寿命甚至是维持航天器的正常工作都具有重要研究意义。本文主要以4129航天润滑油作为研究对象进行润滑性能方面的研究。通过摩擦力试验研究了它的摩擦特性,并利用数值模拟的方法对它的油膜形成能力进行了探讨。首先,详细介绍了数值模拟中采用的多重网格法,无量纲化了点接触裕油和乏油弹流润滑的基本方程,并建立了相应的缺陷方程,为程序编制提供了基础。然后,在对现有弹流润滑摩擦力试验机改进的基础上,完成了裕油润滑时不同温度、滚速、载荷和滑滚比下的摩擦力试验,同时测量和记录了试验结果。依据试验结果建立了裕油润滑时的摩擦系数与不同工况条件的关系式,分析了摩擦系数在不同载荷、滚速和温度下的变化规律。采用多重网格方法进行数值计算,获得了裕油润滑时不同工况下的油膜厚度和压力分布,研究了载荷、滚速和温度对油膜厚度和压力分布产生的影响,还在压力分布的基础上计算了对应的剪应力分布。最后,对乏油润滑也进行了数值计算和摩擦力试验。以初始供油油膜厚度作为输入条件,求解得到了接触区内的压力分布、膜厚、部分油膜比例和油膜起始点位置等结果,分析了初始供油油膜厚度的变化对上述结果的影响,得到了乏油润滑时油膜膜厚在不同载荷和滚速条件下的变化规律。依据摩擦力试验机测得的乏油摩擦系数曲线对乏油润滑时润滑油的摩擦特性进行了阐述。本论文对润滑油摩擦特性和数值模拟的研究可以为我国航天润滑剂的研发和应用提供一些参考依据。
【关键词】：点接触 裕油弹流润滑 乏油弹流润滑 摩擦特性 多重网格法 数值模拟
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH117;V423
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 引言8-9
• 1.2 弹流润滑的研究进展9-14
• 1.2.1 弹流润滑数值计算方法9-11
• 1.2.2 弹流润滑实验方法11-14
• 1.3 本文研究的主要内容及意义14-16
• 1.3.1 研究内容14-15
• 1.3.2 研究意义15-16
• 第2章 点接触弹流润滑理论及摩擦特性16-32
• 2.1 点接触弹流润滑理论16-18
• 2.1.1 基本假设16
• 2.1.2 基本方程16-18
• 2.2 方程的无量纲化18-19
• 2.3 多重网格法的基本原理19-23
• 2.3.1 多重网格法介绍19-20
• 2.3.2 基本方法20-23
• 2.4 基本方程离散23-28
• 2.4.1 独立方程的缺陷方程24-26
• 2.4.2 压力的修正26-27
• 2.4.3 常数H0的修正27
• 2.4.4 收敛条件及程序流程27-28
• 2.5 弹流润滑摩擦特性28-30
• 2.6 本章小结30-32
• 第3章 弹流润滑摩擦力试验机32-38
• 3.1 球盘式弹流润滑摩擦力试件机简介32-36
• 3.1.1 试验机部件介绍33-36
• 3.2 试验方案和工况条件36-37
• 3.2.1 试验方案设计36-37
• 3.2.2 试验工况条件37
• 3.3 本章小结37-38
• 第4章 裕油摩擦特性分析及弹流润滑数值模拟38-50
• 4.1 裕油摩擦特性简介38-39
• 4.2 裕油结果及分析39-41
• 4.2.1 摩擦系数 μ 随载荷W的变化39-40
• 4.2.2 摩擦系数 μ 随速度U的变化40
• 4.2.3 摩擦系数 μ 随温度T的变化40-41
• 4.3 裕油摩擦系数计算模型与求解41-42
• 4.4 裕油弹流润滑数值模拟42-49
• 4.4.1 速度参数U对弹流润滑的影响45-46
• 4.4.2 载荷参数W对弹流润滑的影响46
• 4.4.3 温度参数T对弹流润滑的影响46-47
• 4.4.4 剪应力的计算47-49
• 4.5 本章小结49-50
• 第5章 点接触乏油润滑研究50-62
• 5.1 点接触乏油润滑基础50-52
• 5.1.1 点接触乏油润滑理论50
• 5.1.2 点接触乏油润滑数学模型50-51
• 5.1.3 求解点接触乏油润滑问题51-52
• 5.2 点接触乏油数值计算分析52-59
• 5.2.1 初始供油膜厚的影响52-56
• 5.2.2 载荷的影响56-57
• 5.2.3 速度的影响57
• 5.2.4 初始供油膜厚对油膜膜厚和起始点位置的影响57-59
• 5.3 乏油实验分析59-60
• 5.4 本章小结60-62
• 第6章 结论62-64
• 6.1 全文结论62-63
• 6.2 工作展望63-64
• 参考文献64-68
• 致谢68-69
• 攻读硕士学位期间的研究成果69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 苏冰,杨伯原,邓四二,吴勇军;7007高速润滑脂的拖动特性[J];轴承;2001年04期

2 李珊珊;王文中;孔凌嘉;;供油量对点接触表面微织构润滑性能的影响[J];摩擦学学报;2012年05期

3 邓四二;滕弘飞;周彦伟;王燕霜;杨伯原;;HKD型航空润滑油本构方程的确定及拖动力计算[J];润滑与密封;2006年08期

4 姬芬竹;;空间润滑剂和液体润滑系统的研究进展[J];润滑与密封;2010年09期

  本文关键词：裕油和乏油弹流润滑下航天轴承摩擦学特性及数值模拟研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：400990