活塞表面仿生非光滑微坑贮油润滑机理的ALE有限元模拟
发布时间：2020-12-30 13:05
本文首先阐述了活塞-缸套摩擦副磨损现象的严重性,从而提出了采用仿生非光滑效应来设计活塞表面贮油微坑的新技术。贮油微坑中的润滑油能够改善活塞-缸套摩擦副的润滑条件,但对其润滑机理的研究大多采用实验手段。因此,本文的主要目的就是建立表征活塞表面仿生非光滑微坑贮油润滑现象的数学模型,通过ALE描述的有限元法求解了该模型,研究了微坑贮油润滑的机理,解决活塞表面贮油微坑设计的关键问题。在论文的绪论部分介绍了非光滑现象及其仿生应用,总结了活塞-缸套摩擦副的润滑理论和研究现状。第二章针对仿生非光滑微坑贮油润滑这一物理现象,将液体晃动及自由液面追踪理论成功应用在贮油微坑中润滑油的晃动分析,建立了基于液体速度势和自由液面波高的描述液体大幅晃动的非线性微分方程。第三章详细介绍了ALE描述的有限元法,为下一步的ALE有限元法求解上述非线性微分方程做好铺垫。第四章使用ALE描述的有限元法求解了该晃动问题。通过算例,分析了润滑油晃动的自由液面和波高对活塞-缸套摩擦副润滑性能的影响,为活塞表面仿生非光滑贮油微坑的设计提供了理论指导。最后对研究工作进行了总结,并指出了下一步要做的工作。
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
蚯蚓组织结构及其非光滑体表
第一章 绪论授和邓宝清博士[7, 8, 24]对其进行了大量和深入的研究，通过试验得出结论干摩擦条件下，光滑结构和非光滑结构的摩擦学性能基本一致；在混合润准油膜润滑条件下，各种非光滑结构的减阻耐磨性能都比对比的平面结构％－80％的提高。图 1-2 是实验前的原始活塞和仿生表面非光滑活塞的，从图 1-3 可以看出，原始活塞经过耐久和冷启动实验后，在工作表面出轻微的纵向磨损痕迹(图中发白的纵向纹路)；仿生非光滑表面活塞，其工面没有明显的磨损痕迹，同时活塞裙部的积碳也比原始活塞少。
图 1-3 磨损后的原始活塞和仿生表面非光滑活塞的对比照片[8].1-3 Comparative photo between original and bionic surface nonsmooth piston after w邓宝清博士[8]使用雷诺模型和平均流量模型计算了表面非光滑活塞油载量并对各种非光滑微坑的润滑性进行了优化分析。以上两个数学模润滑充分和润滑油膜连续假设的基础上成立的，而实际上活塞缸套摩处于混合润滑和干摩擦润滑状态，油膜不再连续，同时对非光滑单元滑机理也没有进行深入研究。本论文就是在邓宝清博士工作的基础上合仿生非光滑润滑的数学模型来更好的指导非光滑表面活塞的设计。 本论文的主要工作本文从工程仿生学的角度出发，对活塞表面仿生非光滑贮油微坑的润行数学建模与求解，研究分析非光滑微坑具有良好贮油润滑效果的原工作如下：
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光处理凹坑形仿生非光滑表面试件的高温摩擦磨损特性研究[J]. 杨卓娟,韩志武,任露泉. 摩擦学学报. 2005(04)
[2]仿生非光滑表面脱附与减阻技术在工程上的应用[J]. 田丽梅,任露泉,韩志武,施卫平,丛茜. 农业机械学报. 2005(03)
[3]激光织构仿生非光滑表面抗磨性能研究[J]. 韩志武,任露泉,刘祖斌. 摩擦学学报. 2004(04)
[4]缸套-活塞系统润滑行为与动力学行为耦合分析[J]. 戴旭东,袁小阳,谢友柏. 摩擦学学报. 2003(06)
[5]用结构有限元程序进行液体晃动动力分析[J]. 陈建平,周儒荣,韦忠瑄. 中国机械工程. 2003(19)
[6]Dewar瓶内液体晃动的近似计算方法[J]. 包光伟. 力学季刊. 2002(03)
[7]车用发动机低温冷启动磨损研究[J]. 莫玮,鄂加强,赵延明. 内燃机. 2002(03)
[8]活塞裙部润滑油膜厚度的计算及试验研究[J]. 杨俊伟,于旭东,王成焘,谢友柏. 内燃机学报. 2001(05)
[9]三维液体非线性晃动动力学特性的数值模拟[J]. 岳宝增,刘延柱,王照林. 应用力学学报. 2001(01)
[10]三维液体大幅晃动及其抑制的数值模拟[J]. 岳宝增,刘延柱,王照林. 上海交通大学学报. 2000(08)
本文编号：2947692
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
蚯蚓组织结构及其非光滑体表
第一章 绪论授和邓宝清博士[7, 8, 24]对其进行了大量和深入的研究，通过试验得出结论干摩擦条件下，光滑结构和非光滑结构的摩擦学性能基本一致；在混合润准油膜润滑条件下，各种非光滑结构的减阻耐磨性能都比对比的平面结构％－80％的提高。图 1-2 是实验前的原始活塞和仿生表面非光滑活塞的，从图 1-3 可以看出，原始活塞经过耐久和冷启动实验后，在工作表面出轻微的纵向磨损痕迹(图中发白的纵向纹路)；仿生非光滑表面活塞，其工面没有明显的磨损痕迹，同时活塞裙部的积碳也比原始活塞少。
图 1-3 磨损后的原始活塞和仿生表面非光滑活塞的对比照片[8].1-3 Comparative photo between original and bionic surface nonsmooth piston after w邓宝清博士[8]使用雷诺模型和平均流量模型计算了表面非光滑活塞油载量并对各种非光滑微坑的润滑性进行了优化分析。以上两个数学模润滑充分和润滑油膜连续假设的基础上成立的，而实际上活塞缸套摩处于混合润滑和干摩擦润滑状态，油膜不再连续，同时对非光滑单元滑机理也没有进行深入研究。本论文就是在邓宝清博士工作的基础上合仿生非光滑润滑的数学模型来更好的指导非光滑表面活塞的设计。 本论文的主要工作本文从工程仿生学的角度出发，对活塞表面仿生非光滑贮油微坑的润行数学建模与求解，研究分析非光滑微坑具有良好贮油润滑效果的原工作如下：
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光处理凹坑形仿生非光滑表面试件的高温摩擦磨损特性研究[J]. 杨卓娟,韩志武,任露泉. 摩擦学学报. 2005(04)
[2]仿生非光滑表面脱附与减阻技术在工程上的应用[J]. 田丽梅,任露泉,韩志武,施卫平,丛茜. 农业机械学报. 2005(03)
[3]激光织构仿生非光滑表面抗磨性能研究[J]. 韩志武,任露泉,刘祖斌. 摩擦学学报. 2004(04)
[4]缸套-活塞系统润滑行为与动力学行为耦合分析[J]. 戴旭东,袁小阳,谢友柏. 摩擦学学报. 2003(06)
[5]用结构有限元程序进行液体晃动动力分析[J]. 陈建平,周儒荣,韦忠瑄. 中国机械工程. 2003(19)
[6]Dewar瓶内液体晃动的近似计算方法[J]. 包光伟. 力学季刊. 2002(03)
[7]车用发动机低温冷启动磨损研究[J]. 莫玮,鄂加强,赵延明. 内燃机. 2002(03)
[8]活塞裙部润滑油膜厚度的计算及试验研究[J]. 杨俊伟,于旭东,王成焘,谢友柏. 内燃机学报. 2001(05)
[9]三维液体非线性晃动动力学特性的数值模拟[J]. 岳宝增,刘延柱,王照林. 应用力学学报. 2001(01)
[10]三维液体大幅晃动及其抑制的数值模拟[J]. 岳宝增,刘延柱,王照林. 上海交通大学学报. 2000(08)
本文编号：2947692
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