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椭圆接触纯挤压热弹流分析

作　者: 卢洪
导　师: 杨沛然
学　校: 青岛理工大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 纯挤压热效应数值模拟粗糙表面 1/4域
分类号: TH117.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 21次
引　用: 1次
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内容摘要

钢球自由下落冲击润滑表面的问题受到各国学者们的普遍重视。但是早期的落球问题都忽略了热效应的影响,且假定两接触表面均光滑。因此,本文首先在等温条件下对1986年著名的Safa和Gohar关于落球问题的试验进行了数值模拟,然后在此基础上进行了相关的热效应分析和表面织构问题研究。首先,改进了计算压力和弹性变形的多重网格技术和计算温度的逐列扫描法,从而使其能在直角坐标系下1/4域上进行等温和非等温的落球问题研究。其次,在等温条件下,对Safa和Gohar试验得到的中心压力随时间变化的曲线进行了数值仿真,同时考察了若干典型的物理和几何参数对落球问题的影响。然后,在热条件下,对上述试验曲线再次进行了数值仿真,并对等温解、热解和试验解进行了相互比较。在国际上首次求得了椭圆接触落球纯挤压过程的热解。最后,在等温条件下,对润滑表面带单粗糙峰或谷的落球纯挤压问题进行了研究,发现当粗糙度幅值不大时,单粗糙峰或谷只是改变了纯挤压弹流润滑过程的局部压力与膜厚。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-13
物理量名称及主要符号表  13-16
第1章绪论  16-28
  1.1 引言  16-17
  1.2 弹性流体动力润滑的研究进展  17-23
    1.2.1 计算方法概述  21-22
    1.2.2 试验测试和方法  22-23
  1.3 本文的研究背景  23-26
  1.4 本文的主要研究内容及意义  26-28
第2章椭球自由下落纯挤压等温弹流润滑分析  28-69
  2.1 润滑模型  28-29
  2.2 基本方程及其边界条件  29-32
    2.2.1 Reynolds 方程  29-30
    2.2.2 膜厚方程  30
    2.2.3 落球的动力学分析  30-31
    2.2.4 Roelands 粘压关系  31
    2.2.5 Dowson-Higginson 密压关系  31-32
  2.3 基本方程及其边界条件的无量纲化  32-33
    2.3.1 无量纲Reynolds 方程  32-33
    2.3.2 无量纲膜厚方程  33
    2.3.3 无量纲动力学关系  33
    2.3.4 无量纲粘压关系  33
    2.3.5 无量纲密压关系  33
  2.4 基本方程的离散  33-36
    2.4.1 Reynolds 方程的离散  34-35
    2.4.2 膜厚方程的离散  35-36
    2.4.3 加速度方程的离散  36
  2.5 数值计算方法  36
  2.6 结果与讨论  36-68
    2.6.1 对Safa 和Gohar 试验的等温模拟  39-47
    2.6.2 椭圆比的影响  47-57
    2.6.3 下落高度对纯挤压过程的影响  57-61
    2.6.4 撞击质量对纯挤压过程的影响  61-65
    2.6.5 综合弹性模量对纯挤压过程的影响  65-67
    2.6.6 初始油膜厚度对纯挤压过程的影响  67-68
  2.7 本章结论  68-69
第3章椭球自由下落的纯挤压热弹流润滑分析  69-102
  3.1 润滑模型  69
  3.2 基本方程及其边界条件  69-73
    3.2.1 考虑热效应的Reynolds 方程  69-70
    3.2.2 膜厚方程和椭球下落的动力学分析  70
    3.2.3 粘压粘温关系  70-71
    3.2.4 密压密温关系  71
    3.2.5 油膜的能量方程  71
    3.2.6 固体的能量方程  71-72
    3.2.7 流速表达式  72-73
  3.3 基本方程及其边界条件的无量纲化  73-76
    3.3.1 无量纲Reynolds 方程  73-74
    3.3.2 无量纲粘压粘温关系  74
    3.3.3 无量纲密压密温关系  74
    3.3.4 无量纲油膜能量方程  74-75
    3.3.5 无量纲固体能量方程  75-76
    3.3.6 无量纲流速及速度梯度  76
  3.4 数值计算方法  76-77
  3.5 结果与讨论  77-101
    3.5.1 对Safa 和Gohar 试验的非等温模拟  77-94
    3.5.2 椭圆接触的纯挤压热弹流分析  94-101
  3.6 本章结论  101-102
第4章表面带单粗糙峰或粗糙谷的等温落球问题  102-115
  4.1 润滑模型  102
  4.2 粗糙度函数和膜厚方程及其无量纲化  102-104
  4.3 结果与讨论  104-114
    4.3.1 单粗糙峰的影响  105-111
    4.3.2 单粗糙谷的影响  111-114
  4.4 本章结论  114-115
结论  115-117
  本文的创新性主要体现在以下几点  115
  对今后研究工作的展望与设想  115-117
参考文献  117-127
攻读硕士学位期间完成的学术论文  127-128
致谢  128

椭圆接触纯挤压热弹流分析

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