变速条件下弹流油膜的瞬态响应

摘要

本文通过光干涉技术和多重网格算法分别实验研究及数值模拟了弹流油膜随速度的瞬态响应特性。
　　 为了对弹流油膜的瞬态响应特性进行准确测量，分别利用非编图像采集系统Canopus EDIUS和OK系列图像采集卡与实验测量系统连接，实现了对油膜的运动状态实时追踪及离线分析。
　　 建立了弹流接触区冲击封油的形成和排出过程的数学模型，并对该过程进行了数值模拟。结果表明：在纯滚动条件下，存在一临界位移，当封闭润滑油核心位移小于该临界位移时，封油核心运动速度等于卷吸速度，且封油深度基本保持不变。当封闭润滑油核心位移大于该临界位移，其移动速度小于卷吸速度，核心处油膜厚度下降。数值计算还表明卷吸速度增大以及初始间隙减少都会导致临界位移增大。针对上述计算结果的实验验证，表明了数学模型的合理性。
　　 本文第二部分对点接触条件下弹流油膜加速及急停过程中的瞬态响应建立了数学模型，进行了数值分析。计算结果表明：弹流油膜在达到稳态之前会经历一段时间的衰减震荡。并分析了影响震荡的多种参数，如加速度、卷吸速度、接触体质量、粘压系数和综合弹性模量等。加速过程中油膜厚度整体增加，并且从入口到出口油膜呈楔形状。弹流油膜在急停过程中则会出现封油现象，而且封油形状与急停的速度和加速度有关。数值计算结果同作者的实验结果及以往的实验研究结果进行了定性比较，取得了较好的一致性。