点接触混合润滑油膜厚度的实验研究与数值模拟

发布时间：2020-10-31 13:59

　　 在现代工程生产实际中,许多低速、重载以及采用低粘度润滑介质润滑的机械和精密机械中的摩擦副常处于混合润滑状态。混合润滑是在接触界面间同时存在流体润滑和微凸体接触的一种润滑状态。混合润滑涉及到边界润滑、薄膜润滑、微观弹流润滑及流体动压润滑等多种润滑特征,润滑性能受到各种因素的影响。由于混合润滑问题的复杂性,这种状态下的润滑性能和机理尚未得到充分认识。本文致力于从实验和计算两方面研究纳米尺度下点接触混合润滑的油膜厚度。主要内容包括: 分析了基于相对光强原理的光干涉法纳米级膜厚测量仪的可能误差,研究了膜厚测量中的相关实验规范,为后续的膜厚测量实验提供了可靠的保证。 利用纳米级膜厚测量仪研究了载荷、润滑剂粘度、接触面粗糙度等工况对点接触混合润滑状态下油膜厚度的影响。从实验结果中得到:当卷吸速度比较高时,实验测量的膜厚结果与Hamrock-Dowson公式的理论曲线基本吻合;当卷吸速度比较低时,膜厚测量值受载荷、润滑剂粘度、接触面粗糙度的综合影响;载荷与润滑剂粘度对高速区低速区的过渡点位置有影响。 利用等温点接触混合润滑模型研究了实验相关工况下的算例,并结合实验进行了定性分析与定量比较。定性分析表明:计算结果与实验结果在偏离HD公式理论曲线情况、过渡点移动等方面得到了吻合的规律;定量比较表明:计算结果与实验结果在过渡点位置、低速区膜厚值大小、零点位置等方面存在差异。
【学位单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2004
【中图分类】：TH117.2
【部分图文】：

图 1-1 润滑膜厚度与粗糙度润滑是在接触界面间同时存在流体润滑和微凸体接触。混合润滑的重要特征是伴随着表面磨损，它以接触疲为主要形式。在摩擦过程中，各种润滑膜的比例及分布，因此混合润滑具有强烈的时变性。外载荷由流体润滑同来承担，因而其中任一部分都不可忽略[26]。由于混合滑、薄膜润滑、微观弹流润滑及流体动压润滑等润滑状接触表面上所占的比例和摩擦界面形态与工况条件密切膜厚度的实验研究膜厚度的测量方法

图 2-1 光干涉相对光强原理图的中心区域进行分析，根据基本的光学干涉原理反射光强以及该点的润滑膜厚度有如下关系：)42arccos(12φλπ++nhII为待测膜厚点的光强、I2—分别为光束 1 和光束 2 的光强 —润滑膜厚度 —单色光波长 —润滑剂折射率 —与玻璃盘、Cr 膜厚度以及接触区弹性变形有膜时的相对光强0I 的反余弦，即 arccos()0φ =I。学可知，在同一干涉级次的最亮条纹与最暗条纹

第 2 章 实验原理、实验设备及实验规范当润滑膜厚度有可能超过一个干涉环的级次所能表示的膜厚范围，对式2-3 进行修正可得：πλφπλnmInh4[arccos()]4= +（2-4）其中， m 为光强的级次。最终可得到用最大光强和最小光强表示的润滑膜厚度：πλπλnmIIIIIIIIIInh4)]2)arccos(2[arccos(4maxmin0maxminmaxminmaxmin+ = （2-5）2.3 润滑膜厚度测量试验台实验装置简图如图 2-2 所示。
【引证文献】

相关博士学位论文 前1条

1 吴昊;滚动轴承动特性及轴承—转子系统动力学模型研究[D];华东理工大学;2011年

相关硕士学位论文 前2条

1 谷高磊;基于光干涉技术的薄膜润滑特性研究[D];大连海事大学;2012年

2 王凯;基于接触电阻法的润滑特性分析与研究[D];大连海事大学;2012年

本文编号：2864036