偏心轮机构的热弹流润滑及任意卷吸速度方向的椭圆接触表面凹陷现象研究

摘要

该文的研究包括两部分内容:对承受瞬变载荷的偏心轮机构的热弹流润滑的数值模拟和对具有任意卷吸速度方向的椭圆接触区内的表面凹陷现象的研究.论文的前半部分先求解了受冲击载荷作用的等温弹流润滑问题,以掌握时变问题的多重网格技术.然后将此技术应用到偏心轮机构问题上,对承受瞬变载荷的偏心轮机构的热弹流润滑问题给出了完全数值解.对等温解和热解进行了比较.分析了在不同的偏心距作用下,两表面反向运动对油膜压力、膜厚和油膜中最大温升的影响并采用温度-粘度楔机理解释了该影响.着重阐述了零卷吸速度瞬时的压力、膜厚、温度和流速分布.最后讨论了在偏心轮-挺杆副工作的一个周期内,在不同的偏心距作用下,中心膜厚、最小膜厚及摩擦系数的变化.论文的后半部分研究了卷吸速度为任意方向的纯滑动椭圆接触热弹流润滑问题,从理论和实验两方面探讨了椭圆接触区中出现的表面凹陷现象.理论和实验结果吻合良好.用温度-粘度楔机合理理解释了玻璃盘-钢滚子接触中出现的表面凹陷现象.讨论了卷吸速度矢量同接触椭圆短轴的夹角对油膜的压力分布、凹陷的位置和形状、中心膜厚、最小膜厚和摩擦系数的影响.最后,从理论和实验两方面讨论了卷吸速度同接触椭圆长轴重合工况下运动条件和粘压系数对纯滑动热弹流油膜的影响.

目录

文摘

英文文摘

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主要符号表

第一章绪论

1.1引言

1.2历史的回顾

1.3本文的研究背景

1.4本文的主要研究内容及意义

第二章时变等温线接触弹流润滑问题求解的多重网格技术

2.1数学模型及方程的离散

2.2方程求解的多重网格技术

2.3迭代方法

2.4算例与结果

2.5本章结论

第三章偏心轮机构时变热弹流润滑问题的基本方程及数值解法

3.1偏心轮机构运动学及动力学分析

3.2基本方程

3.3求解域的确定

3.4基本方程及其边界条件的无量纲化

3.5周期性条件

3.6摩擦系数的计算

3.7数值方法

3.8本章结束语

第四章偏心轮机构问题的结果与讨论

4.1输入参数

4.2温度-粘度楔的作用

4.3零卷吸速度作用下的温度和流速分布

4.4载荷参数对零卷吸速度下的润滑油性能的影响

4.5润滑油膜的周期性

4.6本章结论

第五章任意卷吸速度方向的纯滑动椭圆接触热弹流润滑问题的数学模型和计算方法

5.1控制方程

5.2求解区域的确定

5.3基本方程及其边界条件的无量纲化

5.4数值方法

5.5本章结束语

第六章任意卷吸速度方向的纯滑动椭圆接触热弹流润滑问题的理论与实验结果的比较及其讨论

6.1实验装置简介

6.2数值计算的输入数据

6.3理论结果和实验结果的比较

6.4温度-粘度楔的作用

6.5角度θ的影响

6.6卷吸速度沿接触椭圆长轴方向的一些结果

6.6.1表面凹陷

6.6.2热效应的影响

6.6.3粘压系数的影响

6.7本章结论

第七章结论与展望

参考文献

论文发表情况

致 谢