间歇运动条件下弹流问题的数值仿真

发布时间：2017-06-06 19:22

  本文关键词：间歇运动条件下弹流问题的数值仿真，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文首先采用多重网格法和多重网格积分技术,对单向和双向两种间歇运动条件下不同工况中的弹流问题进行了数值模拟,并理论的分析了运动过程中油膜特性的变化。研究发现,在小周期大减速的间歇运动中,压力和膜厚的变化类似于冲击-回弹过程中油膜特性的变化,在停歇阶段形成凹陷油膜。而在最大速度相同的长周期小减速的间歇运动条件下,油膜的变化有很大不同。在单向间歇运动中,分析了停歇时间,减速度,椭圆比等对油膜特性影响。间歇运动过程中,压力随着停歇时间的增加而增大,而对应的膜厚值则随之减小。油膜的压力和厚度都随着椭圆比的增加而减小,却随着卷吸速度的增加而增大。对于相同的匀卷吸速度,减速时间的减小使油膜没有足够的时间衰减。所以一般情况下,在减速度较大时,油膜厚度更大,然而中心压力和最大压力的峰值更高。在大减速度情况下,第二压力峰产生。双向间歇运动时,右侧较大的压力峰通过接触区,对接触表面有着更大的伤害。其次简要分析了乏油条件在间歇运动过程中对油膜特性的影响。结果显示,随着乏油程度的增加,整个运动过程中的压力和膜厚是不断降低的。乏油程度对压力的影响随着乏油程度的增大而增大,而对膜厚的影响则随着乏油程度的增大呈现先增大后减小的趋势。最后采用数值分析方法求解了纯挤压运动过程中,乏油条件对等温弹性流体动力润滑(EHL)特性的影响。对比富油和乏油条件下的油膜特性,可以发现乏油条件下的中心压力、中心膜厚和最小膜厚都比较小。两种供油条件下,中心压力的变化趋势是相近的,但是乏油时的中心膜厚和最小膜厚的分布与富油结果有着明显的不同,而且乏油条件下的冲击—反弹过程有一定的滞后性。同时还分析了两种供油条件下,冲击过程中冲击高度和初始油膜厚度等对油膜特性的影响。初始油膜厚度的增加都使得整个冲击时间增加。在乏油条件下,压力和膜厚的值随初始油膜厚度的增加而增加。而全膜润滑时,初始油膜厚度对EHL特性的变化趋势几乎没有明显的影响,只是压力和膜厚发生明显变化的时间有所改变。充分供油时,压力和膜厚随着冲击高度的增加而增加。乏油条件下,中心膜厚和最小膜厚几乎不随冲击高度的增加而变化。
【关键词】：间歇运动 弹性流体动力润滑 油膜特性 纯挤压运动 凹陷 乏油
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH117.2
【目录】：

• 摘要9-11
• Abstract11-13
• 物理量名称及主要符号表13-15
• 第1章 绪论15-23
• 1.1 引言15-16
• 1.2 弹流润滑的研究进展16-20
• 1.2.1 计算方法18-19
• 1.2.2 试验测试与方法19-20
• 1.3 研究背景20-21
• 1.3.1 间歇运动弹流润滑20
• 1.3.2 冲击弹流润滑20-21
• 1.4 主要研究内容及意义21-23
• 第2章 工作条件对间歇运动条件下的弹流润滑油膜的影响23-49
• 2.1 速度模型分析23-24
• 2.2 控制方程及其初始条件和边界条件24-25
• 2.2.1 Reynolds方程24
• 2.2.2 膜厚方程24
• 2.2.3 载荷平衡方程24-25
• 2.2.4 粘压、密压关系25
• 2.3 无量纲化处理25-26
• 2.3.1 Reynolds方程的无量纲化25-26
• 2.3.2 无量纲膜厚方程26
• 2.3.3 无量纲载荷平衡方程26
• 2.3.4 无量纲粘压密压关系26
• 2.4 基本方程的离散26-29
• 2.4.1 Reynolds方程的离散27-28
• 2.4.2 膜厚方程的离散28-29
• 2.4.3 载荷方程的离散29
• 2.5 数值计算方法29-34
• 2.5.1 基本方程的缺陷方程29-32
• 2.5.2 压力的松弛迭代32-34
• 2.6 结果与讨论34-46
• 2.6.1 间歇运动条件下压力和膜厚的变化34-38
• 2.6.2 停歇时间的影响38-41
• 2.6.3 加减速时间的影响41-42
• 2.6.4 椭圆比的影响42-44
• 2.6.5 卷吸速度的影响44-45
• 2.6.6 双向运动45-46
• 2.7 本章结论46-49
• 第3章 乏油条件间歇运动弹流数值分析49-63
• 3.1 控制方程及其边界条件49-57
• 3.1.1 Reynolds方程49
• 3.1.2 Reynolds方程的无量纲化49-50
• 3.1.3 Reynolds方程的离散50-51
• 3.1.4 Reynolds方程的缺陷方程51-52
• 3.1.5 压力的松弛迭代52-54
• 3.1.6 部分油膜比例的松弛迭代54-57
• 3.2 结果与讨论57-60
• 3.2.1 乏油程序的验证57-58
• 3.2.2 乏油对间歇运动油膜特性的影响58-60
• 3.3 本章结论60-63
• 第4章 乏油条件下纯挤压弹流问题分析63-85
• 4.1 润滑模型分析63-64
• 4.2 控制方程及其初始条件和边界条件64-66
• 4.2.1 Reynolds方程64
• 4.2.2 膜厚方程64-65
• 4.2.3 钢球的动力学分析65
• 4.2.4 粘压密压关系65-66
• 4.3 无量纲化处理66-68
• 4.3.1 Reynolds方程的无量纲化66-67
• 4.3.2 无量纲膜厚方程67
• 4.3.3 无量纲动力学关系67-68
• 4.4 基本方程的离散68-69
• 4.4.1 Reynolds方程的离散68
• 4.4.2 膜厚方程的离散68-69
• 4.4.3 加速度方程的离散69
• 4.5 数值计算方法69-71
• 4.5.1 基本方程的缺陷方程69
• 4.5.2 压力的松弛迭代69-70
• 4.5.3 部分油膜比例的松弛迭代70-71
• 4.6 结果与讨论71-82
• 4.6.1 乏油对冲击反弹过程的影响71-74
• 4.6.2 不同供油条件下中心压力、中心膜厚和最小膜厚的对比74-76
• 4.6.3 初始油膜厚度对乏油的影响76-80
• 4.6.4 冲击高度对乏油的影响80-82
• 4.7 本章结论82-85
• 结论85-87
• 参考文献87-91
• 攻读硕士学位期间取得的成果91-93
• 致谢93

【参考文献】

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1 王娜;冲击载荷作用下的薄膜润滑数值分析[D];青岛理工大学;2012年

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本文编号：427321