考虑边界滑移的纯滑动热弹流问题的数值分析

摘要

本文对考虑边界滑移的弹流问题进行了研究。主要工作分为三个部分：等温条件下速度滑移对纯滑动弹流问题的影响的分析、热滑移雷诺方程的推导和数学方程的建立、考虑纯滑动条件下运动表面滑移对热弹流问题的影响。 首先，论文以Navier线性滑移速度模型为基础，建立等温条件下考虑速度滑移的点接触纯滑动弹流润滑问题的数学模型，并采用多重网格方法对该问题进行了数值仿真分析，比较了不同的滑移情况对压力和油膜膜厚的影响，并且给出了随着滑移长度的变化，压力与膜厚分布数值结果的变化规律。并将所得结果与最近的研究人员的结果进行对比，间接验证所建立数学模型及所编写程序的准确性。 其次，对杨沛然教授推导的广义Reynolds方程及进行了修正，推导了考虑速度滑移影响的广义Reynolds方程，并建立了对应的热弹流数学模型。压力求解使用多重网格方法，温度场求解使用逐列扫描技术。修正广义Reynolds方程可以用来求解滚滑、纯滑动以及反向滑动工况。 最后，在纯滑动条件下，考虑运动表面滑移长度变化对油膜压力、膜厚和温升分布的影响。随后考虑了速度、载荷增加的作用。结果表明随着滑移长度的增加，中心压力、中心膜厚和最小膜厚、接触区温升和摩擦系数都是下降的。滑移对温度的影响要大于对压力和膜厚的影响。在某一滑移长度，运动表面和滑移层表面在接触区的温度都急剧下降，运动表面温度会下降至环境温度，在接触区内出现温度凹陷现象。最后考虑当粘压系数增加条件下滑移长度对“温度-粘度楔”凹陷的影响。

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