收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

材料的表面形貌和力学性能对混合润滑的影响

张阔  
【摘要】:现代机械要求结构紧凑、传动精确和承担较大的载荷,这使得机械内大部分零件工作在混合润滑区域。混合润滑时在零件相对运动的表面间,流体动压润滑与微凸体直接接触同时存在,形成相互作用的流固耦合系统,使得混合润滑成为摩擦学研究的重点和难点。本文通过建立反映混合润滑过程的数学模型并结合实验,研究材料的表面形貌和力学性能对混合润滑的影响,具体内容包括: 1.根据表面形貌的特征参数,研究利用测量数据重构表面的方法。通过对精加工金属表面的实验测量和对数据在频域内幅频特性的分析,提出在频域内选择合适的信息点的方法,将所选信息点转换到空间域进行表面重构。通过重构表面和测量表面的对比,表明重构表面能够较好地反映测量表面的基本特征,同时滤掉了测量过程中的随机噪声。 2.针对混合润滑的特点,在流体动压润滑区域和微凸体接触区域分别考虑压力对润滑油黏度、密度和流变特性的影响以及局部的微凸体接触,研究建立了求解混合润滑问题的数学模型。根据流体润滑区域和微凸体接触区域内剪切应力的成因不同,分别基于Bair and Winer流变模型和Rabinowicz接触方程建立了摩擦系数计算模型。 3.从粗糙度幅值、密度和纹理方向等方面,系统地研究表面形貌对混合润滑的影响。利用建立的混合润滑模型,计算不同表面形貌时的油膜和压力分布,通过分析混合润滑参数和摩擦系数,研究表面形貌对混合润滑摩擦性能的影响。结果表明:表面形貌会改变摩擦副的运行状态。摩擦副表面粗糙度幅值越大,其摩擦系数越大;粗糙度密度越大,形成的压力和油膜波动越剧烈,其摩擦系数也要大于粗糙度密度较小的工况;纹理方向也会影响润滑效果,特别是纹理方向与润滑油流动方向平行时,粗糙度对油膜的阻碍作用降低,其摩擦系数也要小于其它工况。 4.以钢、铜、铝和复合材料等四种材料为样本,研究材料的弹性力学性能对混合润滑的影响。针对理想光滑表面和粗糙表面两种工况,通过混合润滑模型计算四种材料形成的油膜和压力分布,分析不同载荷、不同转速下四种材料呈现出的摩擦性能。结果表明:材料的弹性力学性能影响接触区域、油膜和压力分布。对于理想表面,随着润滑油卷吸速度的增加,最大压力由接触区域的中心转移到接触区域的出口处,弹性模量越大的材料对应的压力位置转换的临界速度值越小;而对于粗糙表面,弹性模量较大的摩擦副对应的从混合润滑过渡到流体润滑的临界速度较高。 5.针对摩擦副的承载特点,研究材料的塑性力学性能对混合润滑的影响。通过拉伸试验机测量摩擦副材料的应力-应变关系,利用接触体内节点应力张量的计算方法,确定接触体内节点的应变张量,再根据互等定理计算塑性变形,最后将塑性变形耦合到混合润滑模型中计算油膜和压力分布。结果表明:当考虑塑性变形时,整体接触区域变大,压力的波动趋于平稳,油膜厚度略有减小,而摩擦系数则有所增加。 6.以聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料为样本,研究软材料混合润滑时的摩擦性能。根据软材料的特点修改了混合润滑模型和摩擦系数模型,用已有实验数据验证了模型的有效性。基于这两个模型,分析了软材料形成油膜的特点;并根据摩擦力的形成原理,研究了微凸体接触和润滑油动压效应对摩擦系数的影响;采用压力增量原理分析了粗糙度影响摩擦系数的原因。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 周全保;;内燃机活塞环组的混合润滑模型及其应用[J];内燃机学报;1991年01期
2 王辉;也谈二冲程车的混合润滑与分离润滑之我见[J];摩托车;2003年05期
3 畅通;王优强;;考虑粗糙度的直齿圆柱齿轮热混合润滑分析[J];润滑与密封;2009年04期
4 张俊岩;左正兴;王晓力;董慧;;活塞销轴承混合润滑特性研究[J];内燃机学报;2010年01期
5 王顺;胡元中;王文中;王慧;;润滑点接触粗糙表面滑动摩擦因数的实验研究[J];润滑与密封;2006年07期
6 钱健航;周成蹊;李琛;钱青;;采用脂油混合润滑的卧螺离心机的改造[J];润滑与密封;2010年03期
7 张宝生;陈家庆;;单金属浮动密封技术研究[J];润滑与密封;2008年03期
8 曹学鹏;邓斌;于兰英;俞祖英;荣一辚;;基于混合润滑的深海溢流阀动特性研究[J];机械科学与技术;2009年09期
9 王顺;胡元中;冯增铭;;润滑接触摩擦力的往复式实验研究[J];现代制造工程;2010年03期
10 ;分离供油[J];小型内燃机与摩托车;1973年03期
11 王文中;王顺;胡元中;王慧;;全膜润滑到边界润滑的过渡研究[J];润滑与密封;2006年09期
12 王桥医;于德介;;金属塑性加工过程主要参数对系统振动影响的定量分析方法[J];现代机械;2006年04期
13 姜亮;马国亮;王晓雷;;PDMS表面织构润滑特性的研究[J];摩擦学学报;2010年03期
14 张朝,张直明;计入非牛顿效应的曲轴轴承的混合润滑分析[J];内燃机学报;1999年03期
15 雒建斌,刘珊,潘国顺,温诗铸;纳米级混合润滑研究[J];机械工程学报;2003年02期
16 陈泽深;高载荷径向滑动轴承的混合润滑状态[J];铁道机车车辆;1994年01期
17 张俊岩;王晓力;;高功率密度柴油机主轴承混合润滑特性[J];内燃机学报;2011年01期
18 孟凡明,张优云;计入活塞混合润滑的内燃机连杆瞬态响应分析[J];润滑与密封;2004年04期
19 武存喜;杨海滨;李享;刘世凯;;无机类富勒烯二硫化钼的减摩抗磨特性[J];润滑与密封;2007年07期
20 戚洪涛,全永昕;摩擦状态转化图及其应用研究[J];浙江大学学报(工学版);1992年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孔繁荣;温诗铸;;混合润滑试验台和混合润滑参数测试[A];第五届全国摩擦学学术会议论文集(下册)[C];1992年
2 王文中;王慧;胡元中;;小膜厚比下热混合润滑的计算机模拟[A];第七届全国摩擦学大会会议论文集(一)[C];2002年
3 王云根;余鸿钧;;锥形空气动静压轴承性能分析[A];第五届全国摩擦学学术会议论文集(下册)[C];1992年
4 孙道龙;姚一飞;周桂如;;往复式点接触混合润滑试验机的现代设计学设计及其应用的CAT研究[A];第五届全国摩擦学学术会议论文集(下册)[C];1992年
5 王顺;胡元中;王文中;王慧;;润滑点接触粗糙表面滑动摩擦因数的实验研究[A];2006全国摩擦学学术会议论文集(二)[C];2006年
6 丁建宁;胡友耀;杨继昌;范真;张占立;张昊;戴振东;;蛇类表皮摩擦学性能的AFM研究[A];2006全国摩擦学学术会议论文集(三)[C];2006年
7 林福严;任建华;;润滑理论与润滑技术研究进展[A];液压(液力)用油品质及污染控制技术论文集[C];2004年
8 刘雨川;王文中;王慧;胡元中;;摩擦传热中热流分配系数的确定[A];第七届全国摩擦学大会会议论文集(一)[C];2002年
9 韦淡平;兰晓艳;;模拟试验机的分类、特点和在高档油品研发中的应用[A];第八届全国摩擦学大会论文集[C];2007年
10 王斌球;顾虎生;姜彦;王燕华;;梯姆肯试验的油膜测量[A];摩擦学第四届全国学术交流会论文集(第二册)[C];1987年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王桥医;非稳态润滑过程轧机系统动力学研究[D];中南大学;2004年
2 秦冬黎;一种球形气浮气动陀螺仪的设计方法及误差分析研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
3 胡俊宏;环境友好型工业齿轮油的润滑特性研究[D];东北大学;2005年
4 尹必峰;内燃机关键摩擦副表面微织构润滑与摩擦机理及应用研究[D];江苏大学;2011年
5 李俊阳;空间润滑谐波减速器失效机理及其加速寿命试验方法研究[D];重庆大学;2012年
6 周广武;水润滑橡胶合金轴承混合润滑分析与动力学性能优化[D];重庆大学;2013年
7 段芳莉;橡胶轴承的水润滑机理研究[D];重庆大学;2002年
8 洪跃;液体粘性调速离合器工作机理研究与模糊控制器试制[D];上海大学;2005年
9 胡兆稳;混合润滑状态下塑性变形界面微凸体平坦化行为研究[D];合肥工业大学;2013年
10 杨东亚;斯特林发动机活塞杆Leningrader密封性能相关问题研究[D];兰州理工大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何俊洁;基于确定性模型的渐开线齿轮混合润滑分析[D];南京航空航天大学;2011年
2 刘群;混合润滑线接触热弹流数值分析及其在直齿轮传动中的应用[D];太原理工大学;2004年
3 宋炳珅;点接触混合润滑油膜厚度的实验研究与数值模拟[D];清华大学;2004年
4 畅通;考虑热影响的渐开线齿轮非稳态混合润滑研究[D];青岛理工大学;2009年
5 王彬;新型动静压混合润滑机械密封性能研究[D];中国石油大学;2010年
6 周桂岭;冷轧带钢润滑机理及实验研究[D];东北大学;2008年
7 穆谦;仿生六边形微凸起织构的摩擦学特性研究[D];南京航空航天大学;2013年
8 张树强;气体动静压混合润滑端面密封动态特性研究[D];北京化工大学;2012年
9 王凯;基于接触电阻法的润滑特性分析与研究[D];大连海事大学;2012年
10 袁定新;多种润滑条件下空间机构用球轴承摩擦力矩试验研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 杨雄飞;消除冷轧过程钢带滑动研究[N];世界金属导报;2009年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978