考虑空化效应的表面微织构摩擦副润滑性能研究
发布时间：2022-08-04 16:18
在摩擦副表面加工合理的微织构能够有效提高摩擦副的润滑性能,但目前关于考虑空化效应条件下表面微织构对摩擦副润滑性能影响规律的研究存在不完善之处,理论和实验方面的研究较少。因此本研究采用数值模拟和实验研究两种方法较系统地分析了微织构的结构参数、分布位置、间距、角度和转速等对摩擦副润滑性能的影响,从而揭示微织构对摩擦副空化现象和承载特性的作用规律和机理。数值模拟方面,采用Fluent软件对具有表面微织构的摩擦副润滑特性进行模拟研究,以转速和织构的宽度、深（高）度、分布位置、角度和形貌等为参数,模拟得到单个或多个微织构油膜压力分布图以及空化效应图等,通过观察微织构的空化现象,分析空化发生模式及机理,研究空化效应对摩擦副动压润滑的影响。实验方面,利用轴承空化现象可视化实验台,通过速度、载荷等因数变化,得到不同织构参数下承载力和摩擦力等参数,并且采集不同条件下的空化效应图,从而获得不同工况参数、织构参数对空化效应的影响以及其对滑动摩擦副润滑特性的影响,最后与数值模拟结果进行对比分析。模拟研究结果表明:对于表面具有微凸体织构的平面摩擦副而言,增加表面之间相对运动速度、微凸体织构的宽度或高度、微织构前...
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 表面织构的制备方法
1.2.2 表面织构对润滑性能影响的研究现状
1.2.3 理论分析模型
1.3 主要研究内容
2 表面织构和空化效应的数值模拟方法
2.1 表面织构模型
2.1.1 几何模型
2.1.2 数学模型
2.2 网格无关性验证
2.3 边界条件及各参数选取
2.4 计算方法验证
2.4.1 表面织构平面摩擦副
2.4.2 表面织构滑动轴承
2.5 本章小结
3 模拟结果分析
3.1 表面微凸体织构的数值模拟
3.1.1 织构和空化的影响
3.1.2 速度的影响
3.1.3 宽度的影响
3.1.4 高度的影响
3.1.5 角度的影响
3.2 表面微织构滑动轴承的数值模拟
3.2.1 织构和空化的影响
3.2.2 微织构位置的影响
3.2.3 转速的影响
3.2.4 宽度的影响
3.2.5 深度的影响
3.2.6 织构不同间距的影响
3.3 本章小结
4 轴承空化现象可视化试验台
4.1 动力装置
4.2 加载装置
4.3 测量装置
4.3.1 油膜厚度测量装置
4.3.2 摩擦力测量装置
4.3.3 图像采集装置
4.4 试样的制备
4.4.1 轴与轴承的制备
4.4.2 织构的制备
4.5 小结
5 实验结果与分析
5.1 不同工况的影响
5.1.1 转速的影响
5.1.2 载荷的影响
5.2 宽度的影响
5.3 织构分布位置的影响
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]三种空化模型下挤压油膜阻尼器空化流场特性对比[J]. 王清智,崔颖,吴照,王永亮. 大连海事大学学报. 2020(01)
[2]纳米二氧化铈与蛇纹石混合物作为润滑油添加剂的摩擦学性能研究[J]. 方勋,严志军,闫学良,刘东妮,张宇. 润滑与密封. 2019(03)
[3]GCr15轴承钢表面的激光凹/凸微织构工艺[J]. 华希俊,张加力,解玄,平国峰,张玲慧,尹必峰. 中国激光. 2019(03)
[4]Insight into tribological problems of green ship and corresponding research progresses[J]. Yuwei SUN,Xinping YAN,Chengqing YUAN,Xiuqin BAI. Friction. 2018(04)
[5]表面织构激光加工技术研究现状分析[J]. 张娜,杨发展,刘绪超,刘国华,孙树峰. 工具技术. 2018(11)
[6]考虑空化的倾斜织构表面摩擦学性能CFD分析[J]. 李东志,马晨波,孙见君,倪兴雅. 润滑与密封. 2018(08)
[7]羟基硅酸镁和MoDTC复合添加剂的减摩抗磨性能[J]. 张宇,严志军,朱新河,程东,刘东妮,闫学良. 润滑与密封. 2018(06)
[8]计入空化效应的表面微织构滑动轴承特性分析[J]. 王丽丽,郭少辉,尹国校,魏聿梁,袁国腾. 润滑与密封. 2018(05)
[9]表面织构凹槽对径向滑动轴承润滑性能的影响[J]. 张喜,席俭,王飞. 现代制造技术与装备. 2017(12)
[10]滑移速度对织构表面气穴效应的影响[J]. 曹淑华,唐平,徐久军. 机床与液压. 2017(13)
硕士论文
[1]局部表面织构径向滑动轴承的润滑性能研究[D]. 梁兴鑫.武汉理工大学 2016
[2]表面织构对摩擦副摩擦特性影响的模拟和实验研究[D]. 肖敏.大连海事大学 2015
[3]光伏玻璃表面激光织构化技术研究[D]. 何超.北京工业大学 2012
本文编号：3669867
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 表面织构的制备方法
1.2.2 表面织构对润滑性能影响的研究现状
1.2.3 理论分析模型
1.3 主要研究内容
2 表面织构和空化效应的数值模拟方法
2.1 表面织构模型
2.1.1 几何模型
2.1.2 数学模型
2.2 网格无关性验证
2.3 边界条件及各参数选取
2.4 计算方法验证
2.4.1 表面织构平面摩擦副
2.4.2 表面织构滑动轴承
2.5 本章小结
3 模拟结果分析
3.1 表面微凸体织构的数值模拟
3.1.1 织构和空化的影响
3.1.2 速度的影响
3.1.3 宽度的影响
3.1.4 高度的影响
3.1.5 角度的影响
3.2 表面微织构滑动轴承的数值模拟
3.2.1 织构和空化的影响
3.2.2 微织构位置的影响
3.2.3 转速的影响
3.2.4 宽度的影响
3.2.5 深度的影响
3.2.6 织构不同间距的影响
3.3 本章小结
4 轴承空化现象可视化试验台
4.1 动力装置
4.2 加载装置
4.3 测量装置
4.3.1 油膜厚度测量装置
4.3.2 摩擦力测量装置
4.3.3 图像采集装置
4.4 试样的制备
4.4.1 轴与轴承的制备
4.4.2 织构的制备
4.5 小结
5 实验结果与分析
5.1 不同工况的影响
5.1.1 转速的影响
5.1.2 载荷的影响
5.2 宽度的影响
5.3 织构分布位置的影响
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]三种空化模型下挤压油膜阻尼器空化流场特性对比[J]. 王清智,崔颖,吴照,王永亮. 大连海事大学学报. 2020(01)
[2]纳米二氧化铈与蛇纹石混合物作为润滑油添加剂的摩擦学性能研究[J]. 方勋,严志军,闫学良,刘东妮,张宇. 润滑与密封. 2019(03)
[3]GCr15轴承钢表面的激光凹/凸微织构工艺[J]. 华希俊,张加力,解玄,平国峰,张玲慧,尹必峰. 中国激光. 2019(03)
[4]Insight into tribological problems of green ship and corresponding research progresses[J]. Yuwei SUN,Xinping YAN,Chengqing YUAN,Xiuqin BAI. Friction. 2018(04)
[5]表面织构激光加工技术研究现状分析[J]. 张娜,杨发展,刘绪超,刘国华,孙树峰. 工具技术. 2018(11)
[6]考虑空化的倾斜织构表面摩擦学性能CFD分析[J]. 李东志,马晨波,孙见君,倪兴雅. 润滑与密封. 2018(08)
[7]羟基硅酸镁和MoDTC复合添加剂的减摩抗磨性能[J]. 张宇,严志军,朱新河,程东,刘东妮,闫学良. 润滑与密封. 2018(06)
[8]计入空化效应的表面微织构滑动轴承特性分析[J]. 王丽丽,郭少辉,尹国校,魏聿梁,袁国腾. 润滑与密封. 2018(05)
[9]表面织构凹槽对径向滑动轴承润滑性能的影响[J]. 张喜,席俭,王飞. 现代制造技术与装备. 2017(12)
[10]滑移速度对织构表面气穴效应的影响[J]. 曹淑华,唐平,徐久军. 机床与液压. 2017(13)
硕士论文
[1]局部表面织构径向滑动轴承的润滑性能研究[D]. 梁兴鑫.武汉理工大学 2016
[2]表面织构对摩擦副摩擦特性影响的模拟和实验研究[D]. 肖敏.大连海事大学 2015
[3]光伏玻璃表面激光织构化技术研究[D]. 何超.北京工业大学 2012
本文编号：3669867
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