高速極重載熱彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑分析.pdf

1、針對(duì)日本佐賀大學(xué)馬渡俊文、中島晃等進(jìn)行的高速極重載軸承鋼的表面疲勞試驗(yàn),基于Newton模型和Eyring模型,使用多重網(wǎng)格技術(shù),得到了高速極重載下點(diǎn)、線接觸熱彈流潤(rùn)滑問(wèn)題的完全數(shù)值解,揭示了這種工況的熱彈流潤(rùn)滑特性,并對(duì)線接觸工況材料的表層應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行了分析,合理解釋了相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果,為正確研制和選用新型潤(rùn)滑劑指出了可能的方向.按照已有的彈流潤(rùn)滑理論,高粘度和大粘壓系數(shù)的潤(rùn)滑油可以增大油膜厚度從而使?jié)櫥瑺顩r偏于安全.試驗(yàn)結(jié)果卻表明:在高速

2、極重載工況下,高粘度和大粘壓系數(shù)的潤(rùn)滑油很快就導(dǎo)致了材料的表面疲勞,而使用低粘度和小粘壓系數(shù)潤(rùn)滑油,材料的接觸疲勞壽命則長(zhǎng)得多.該文的研究指出:高粘度和大粘壓系數(shù)的潤(rùn)滑油雖能在一定程度上增加膜厚,但會(huì)增大表面摩擦力,并由于熱效應(yīng)而導(dǎo)致較高較寬的第二壓力峰,從而增加材料在工作中的應(yīng)力循環(huán)次數(shù),惡化其表層的應(yīng)力狀態(tài),同時(shí)油膜溫度很高,會(huì)對(duì)材料產(chǎn)生難以預(yù)計(jì)的不良影響.研究指出:在高速極重載工況下提高材料接觸疲勞壽命的主要措施是降低表面不平度而

3、不是使用粘度高和粘壓系數(shù)大的潤(rùn)滑油.通過(guò)在速度主矢量方向使用Eyring模型得到了點(diǎn)接觸Eyring流體的完全數(shù)值解.點(diǎn)、線接觸數(shù)值解與試驗(yàn)結(jié)果的比較均說(shuō)明:對(duì)于高粘度和大粘壓系數(shù)的潤(rùn)滑油,Newton模型會(huì)在一定程度上夸大熱效應(yīng)而Eyring模型則更為合理,并發(fā)現(xiàn)了一定工況下摩擦系數(shù)隨環(huán)境粘度的上升而下降的現(xiàn)象.研究中還討論了潤(rùn)滑入口區(qū)的溫升現(xiàn)象,指出極高速和小滑滾比條件下,壓縮功是產(chǎn)生入口區(qū)高溫的主要因素.此外,構(gòu)造了適用于線接觸熱