流體微循環(huán)表面織構(gòu)特性仿真分析研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展，人們在設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)時對環(huán)保與效率的要求越來越高，而零件的摩擦學(xué)性能對于提高整個機(jī)械系統(tǒng)的性能和使用壽命有著重要意義。與普通摩擦表面相比，具有適當(dāng)織構(gòu)形式的摩擦表面會有更好的流體循環(huán)特性和潤滑特性，所以在表面織構(gòu)理論在工程領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。由于織構(gòu)體表面分布有交錯的網(wǎng)狀溝槽，因而在潤滑機(jī)理上建立準(zhǔn)確的潤滑模型具有很大的困難。本文針對液體潤滑的基本特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)有的織構(gòu)表面潤滑理論基礎(chǔ)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對其潤滑機(jī)理做了初步探究，

2、并在理論分析和仿真計(jì)算的基礎(chǔ)上對不同的二維以及三維織構(gòu)模型進(jìn)行了探討，并對四邊形和六邊形網(wǎng)狀織構(gòu)表面的動壓特性進(jìn)行了研究。
　　 本文首先建立了幾種不同的二維織構(gòu)模型以及四邊形網(wǎng)狀溝槽表面和六邊形網(wǎng)狀溝槽表面織構(gòu)模型，闡述了微循環(huán)織構(gòu)的幾何特征及其流體動壓潤滑的基本工作原理。然后應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué)中的FLUENT軟件進(jìn)行迭代計(jì)算，成功地將其引入到表面織構(gòu)微循環(huán)領(lǐng)域。表面織構(gòu)動壓特性的研究多采用簡化的解析方法或數(shù)值解法，數(shù)值解法主要

3、是有限元法和有限差分法，計(jì)算效率較低，而FLUENT軟件采用的是近年發(fā)展非常迅速的有限體積法，計(jì)算效率和精度都很高。該軟件對邊界條件、計(jì)算模型、控制參數(shù)及網(wǎng)格質(zhì)量方面都有嚴(yán)格要求。本文應(yīng)用它對各種微循環(huán)織構(gòu)體的壓力場和速度場進(jìn)行了仿真分析，得出了潤滑液體在流場內(nèi)部的壓力分布云圖、速度分布矢量圖和重要截面上的壓力散點(diǎn)圖并計(jì)算出了在旋轉(zhuǎn)壁面上形成的舉升力。通過對云圖和數(shù)據(jù)的分析，探討了兩種織構(gòu)表面情況下產(chǎn)生不同結(jié)果的原因。分析表明，在具有相