基于高速摄影的点接触润滑流场的观测及分析

发布时间：2017-08-13 05:25

  本文关键词：基于高速摄影的点接触润滑流场的观测及分析

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【摘要】：机械零件间点接触区域润滑情况长期以来一直是摩擦学研究的热点，随着对零件润滑性能要求的提高，润滑状态的研究也在不断深入，各种新兴技术手段被用到润滑情况的试验研究上。 本文主要针对点接触区域润滑剂的动态流动特性进行了试验研究。 设计了一种点接触流场观测仪，用于模拟在不同工况下点接触区域的润滑状态，并利用高速摄影技术捕捉润滑剂的实时流动情况。 对不同工况下的点接触区域润滑脂的流动状态进行了试验观测。试验中通过调节钢球及玻璃盘的转速来获得不同的卷吸速度，通过调节施加在钢球上载荷来获得不同的接触应力。利用高速相机对点接触区域的纯脂润滑状态进行直接观测，并捕捉添加示踪粒子后的润滑脂流动过程，得到大量图像数据。 开发了点接触区域图像信息处理程序，用于提取点接触区速度场信息及油膜形状信息，为试验结果的处理提供了有效的技术手段。 分析了卷吸速度及接触应力对点接触区域润滑脂速度场的影响，从结果中发现：润滑脂在点接触区域工作时基本上处于层流状态，且平均流速略低于卷吸速度，变化量随接触应力的增加而减小。在接触区域入口处，润滑脂出现少量聚集现象，，流过接触区域时向两侧分离，这种聚集及分离的程度随卷吸速度的增加而增加。润滑脂在接触区域附近的流速与其所处的位置有关，在出口附近流速变化较大。对点接触区域润滑脂油膜形状的分析表明，脂润滑状态与油润滑状态的油膜形状具有相似性。
【关键词】：点接触 脂润滑 流动特性 图像处理
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH117.2;TP391.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题研究的目的和意义9-10
• 1.2 点接触区域弹流润滑国内外研究现状10-12
• 1.2.1 国内外在点接触弹流润滑理论方面的研究10
• 1.2.2 国内外在点接触弹流润滑试验方面的研究10-12
• 1.3 高速摄影技术的应用现状12-13
• 1.4 数字图像处理技术13-14
• 1.5 主要研究内容14-15
• 第2章 点接触流场观测仪总体设计15-29
• 2.1 引言15
• 2.2 点接触流场观测仪设计思路15-16
• 2.3 点接触流场观测仪结构设计16-28
• 2.3.1 圆盘驱动系统17-19
• 2.3.2 钢球驱动及加载系统19-21
• 2.3.3 角度调节系统21-23
• 2.3.4 观测系统23-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第3章 点接触区域润滑脂流动性能的试验观测29-39
• 3.1 引言29
• 3.2 试验材料及观测系统拍摄参数的选择29-32
• 3.3 润滑剂流动性能的相关参数计算32-33
• 3.3.1 润滑剂卷吸速度的计算32-33
• 3.3.2 点接触区域接触应力计算33
• 3.4 润滑脂流动性能的试验研究及图像观测33-38
• 3.4.1 润滑脂流动性能的试验方案设计33-35
• 3.4.2 润滑脂流动性能的试验操作规范35-36
• 3.4.3 润滑脂流动性能的观测图像初步分析36-38
• 3.5 本章小结38-39
• 第4章 点接触区域图像信息的提取39-50
• 4.1 引言39
• 4.2 数字图像处理39-40
• 4.3 速度场信息提取40-45
• 4.3.1 观测图像噪声分析40-41
• 4.3.2 单幅图像粒子位置信息的提取41-43
• 4.3.3 粒子迹线及速度场信息的获取43-45
• 4.4 接触区油膜形状信息的提取45-48
• 4.4.1 提取原理45-46
• 4.4.2 油膜形状信息的提取46-48
• 4.5 观测系统拍摄精度分析48-49
• 4.6 本章小结49-50
• 第5章 润滑脂流动性能的图像处理结果分析50-60
• 5.1 引言50
• 5.2 速度场分析50-57
• 5.2.1 润滑脂流动状态的判别50
• 5.2.2 接触应力对速度场的影响50-55
• 5.2.3 卷吸速度对速度场的影响55-57
• 5.3 油膜形状信息分析57-59
• 5.4 本章小结59-60
• 结论60-61
• 参考文献61-66
• 致谢66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：665613