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多弧槽球面配流副润滑特性分析与多目标优化

农业机械学报 2023年第1期54卷 440-449页

作者：叶绍干胡佳俊侯亮赖伟群卜祥建厦门大学机电工程系厦门361021

为改善锥形缸体球面配流副油膜润滑特性,提出一种多弧槽球面配流副结构,并采用遗传算法对多弧槽球面配流结构进行多目标优化。首先,对多弧槽球面配流副进行理论建模,采用有限容积法对油膜压力控制方程进行离散化,利用环形三对角矩阵算法... 详细信息

为改善锥形缸体球面配流副油膜润滑特性,提出一种多弧槽球面配流副结构,并采用遗传算法对多弧槽球面配流结构进行多目标优化。首先,对多弧槽球面配流副进行理论建模,采用有限容积法对油膜压力控制方程进行离散化,利用环形三对角矩阵算法(CTDMA)求解球面配流副压力分布;然后,对多弧槽球面配流副承载特性进行仿真,分析球面配流副不同弧槽结构下的油膜厚度分布及压力分布规律;最后,以缸体倾角、泄漏量和摩擦转矩为优化目标,利用多目标遗传算法优化多弧槽球面配流副的结构参数。结果表明:多弧槽结构可提升球面配流副油膜承载能力,弧槽结构最小膜厚下降3.1%~4.0%,弧槽结构最大压力显著提高,最大增幅为16.3%;同时可有效降低泄漏量、摩擦转矩,优化后综合目标性能提升10.5%,缸体倾角、泄漏量和摩擦转矩分别下降5.1%、8.1%和5.9%,有效提升了球面配流副润滑性能。

关键词：轴向柱塞泵多弧槽球面配流副润滑特性多目标优化

油气混合润滑状态下滑动轴承润滑特性的数值模拟

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计算物理 2023年第1期40卷 47-56页

作者：房立庆张浩师素双王明川陈东亮师占群河北工业大学机械工程学院天津300130

基于润滑剂是流体和气泡核的混合物且其分布符合均一性的假设,引入空泡动力学模型并与滑动轴承流体动压润滑雷诺方程相耦合,建立油气混合润滑状态下的润滑模型。利用非线性轴心轨迹求解方法实时更新轴承位置,而后运用包括欧拉法、4-5阶... 详细信息

基于润滑剂是流体和气泡核的混合物且其分布符合均一性的假设,引入空泡动力学模型并与滑动轴承流体动压润滑雷诺方程相耦合,建立油气混合润滑状态下的润滑模型。利用非线性轴心轨迹求解方法实时更新轴承位置,而后运用包括欧拉法、4-5阶龙格库塔法与有限差分法进行数值模拟,探究油气混合润滑状态下初始含气率对滑动轴承轴心轨迹和润滑特性的影响。

关键词：空泡动力学模型雷诺方程油气混合润滑润滑特性

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齿面微织构对齿轮润滑特性的影响研究

应用力学学报 2022年第1期39卷 113-120页

作者：宋晖王雨王亚东陈奇吴焱明尹延国陈远龙合肥工业大学合肥230091 安徽汽车职业技术学院合肥230091

表面微织构具有改变摩擦表面润滑状态的特点,已在齿轮传动中获得了应用。开展沟槽形状的微织构对齿轮润滑的影响研究。首先,对微织构齿面齿轮进行参数化建模,实现自动生成理想的沟槽;然后,将微沟槽织构简化为两种模型,导入ANSYS的Fluen... 详细信息

表面微织构具有改变摩擦表面润滑状态的特点,已在齿轮传动中获得了应用。开展沟槽形状的微织构对齿轮润滑的影响研究。首先,对微织构齿面齿轮进行参数化建模,实现自动生成理想的沟槽;然后,将微沟槽织构简化为两种模型,导入ANSYS的Fluent模块中,并分别对沟槽不同的参数(如:沟槽宽度、深度、角度、间距)进行分析。结果表明:随着沟槽宽度的增大,承载能力增强;微沟槽深度对润滑压力的影响存在一最优值;适当的增大沟槽间距、微沟槽角度可提高润滑脂的流动性和连续性,从而增进和保持润滑效果。

关键词：齿面微织构润滑特性

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进水温度对水润滑轴承润滑特性的影响

润滑与密封 2024年第5期49卷 159-164页

作者：胡继敏罗斌石帅孟清正周建辉海军装备部驻上海地区第一军事代表室上海201903 中国舰船研究设计中心湖北武汉430064

为研究进水温度变化对水润滑轴承润滑特性的影响,采用有限差分法建立水润滑轴承弹流润滑模型,分析不同进水温度和载荷条件下水润滑轴承润滑特性的差异,并且通过试验验证摩擦因数的变化规律。研究发现:随着进水温度升高,轴承的水膜压力下... 详细信息

为研究进水温度变化对水润滑轴承润滑特性的影响,采用有限差分法建立水润滑轴承弹流润滑模型,分析不同进水温度和载荷条件下水润滑轴承润滑特性的差异,并且通过试验验证摩擦因数的变化规律。研究发现:随着进水温度升高,轴承的水膜压力下降,但在水膜压力峰区域最大水膜压力升高、最小水膜厚度减小、偏心率增大,表明进水温度升高对润滑性能有着负面影响;在相同的载荷和转速下,轴承摩擦因数随着进水温度升高而下降,且高载荷下进水温度对摩擦因数的影响更大。通过试验发现进水温度越高对摩擦因数变化的影响越大,不同进水温度下载荷越低,载荷的变化对摩擦因数变化量的影响越大。

关键词：水润滑轴承润滑特性温度弹性变形弹流润滑

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锥形缸体球面配流副润滑特性建模及试验验证

中国机械工程 2022年第20期33卷 2420-2428,2436页

作者：叶绍干赖伟群侯亮卜祥建厦门大学机电工程系厦门361002 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027

配流副油膜的润滑特性对轴向柱塞泵的可靠运行有重要影响。建立了锥形缸体球面配流副油膜润滑特性仿真模型,并通过试验验证了模型的有效性。对锥形缸体进行受力分析,通过对柱塞滑靴组件运动学和受力的分析,求解得到柱塞滑靴组件对锥形... 详细信息

配流副油膜的润滑特性对轴向柱塞泵的可靠运行有重要影响。建立了锥形缸体球面配流副油膜润滑特性仿真模型,并通过试验验证了模型的有效性。对锥形缸体进行受力分析,通过对柱塞滑靴组件运动学和受力的分析,求解得到柱塞滑靴组件对锥形缸体的作用力;通过对球面配流副油膜厚度分布和压力分布的分析,求解得到球面配流副对锥形缸体的油膜支承力;采用有限容积法对油膜进行离散化处理,通过牛顿迭代法数值求解球面配流副油膜润滑特性和锥形缸体运动方程;开展轴向柱塞泵高压稳态试验和轮廓扫描试验,获得不同稳态试验时长的球面配流盘磨损形貌,对比球面配流盘磨损轮廓与仿真得到的油膜厚度分布和压力分布。研究结果表明,仿真得到的油膜厚度较小区域与配流盘主要磨损区域相近,验证了锥形缸体球面配流副油膜润滑模型的有效性。

关键词：轴向柱塞泵锥形缸体球面配流副润滑特性

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石墨烯的宏观润滑特性研究进展

北京化工大学学报（自然科学版） 2023年第4期50卷 1-9页

作者：尹绚陈浩浩姜涞王江萍贾洋陈慧庞皓升张冰北京化工大学机电工程学院北京100029 北京化工大学材料科学与工程学院北京100029 北京化工大学经济管理学院北京100029 北京化工大学数理学院北京100029 中国航空研究院北京100012 北京化工大学国际交流与合作处暨港澳台事务办公室北京100029

石墨烯作为固体润滑剂及润滑添加剂的研制及表征是目前机械工程领域的研究热点。本文分析了石墨烯在不同工况下的摩擦学性能,论述及总结了其对应工况的润滑特性。当表面修饰的石墨烯作为润滑添加剂加入水中时,其较好的分散性可提高基底... 详细信息

石墨烯作为固体润滑剂及润滑添加剂的研制及表征是目前机械工程领域的研究热点。本文分析了石墨烯在不同工况下的摩擦学性能,论述及总结了其对应工况的润滑特性。当表面修饰的石墨烯作为润滑添加剂加入水中时,其较好的分散性可提高基底材料的润滑性能;在水基环境中应用时,石墨烯的润滑特性为非共价键相互作用或层间静电斥力形成的边界润滑;当添加适量的石墨烯时,不仅可以形成油膜层,而且还能够大幅度提高润滑性能,其润滑机制为薄膜润滑特性。当石墨烯作为固体润滑剂时,其润滑性能大多由其二维结构的完整程度决定;通过调控测试工况可以保持石墨烯的层状结构,其润滑机制为层间滑移诱导使得接触面上生成转移膜。最后,展望了石墨烯基固体润滑剂及润滑添加剂的发展方向,以期为石墨烯的润滑特性研究提供参考。

关键词：石墨烯表面修饰界面结构润滑特性

永磁体形性特征对磁水复合支撑式艉轴承润滑特性的影响

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润滑与密封 2023年第11期48卷 20-28页

作者：吕圣丁政何涛赵滨卢熙群哈尔滨工程大学动力与能源工程学院黑龙江哈尔滨150001 河南柴油机重工有限责任公司技术中心河南洛阳471003 武汉第二船舶设计研究所湖北武汉430205

螺旋桨重力会导致船舶推进轴系发生挠曲,造成艉轴承边缘润滑状态恶劣。采用一种磁水复合支撑形式的艉轴承,通过引入永磁体磁力作用,改善桨重因素对艉轴承边缘润滑状态的不利影响;构建永磁体三维磁力特性分析方法,探究不同永磁体材料磁... 详细信息

螺旋桨重力会导致船舶推进轴系发生挠曲,造成艉轴承边缘润滑状态恶劣。采用一种磁水复合支撑形式的艉轴承,通过引入永磁体磁力作用,改善桨重因素对艉轴承边缘润滑状态的不利影响;构建永磁体三维磁力特性分析方法,探究不同永磁体材料磁性质和布置形式对磁力承载性能的影响规律;基于艉轴承弹性流体动压润滑分析方法,获取永磁体形性特征对润滑特性的影响规律。结果表明:磁承载力受永磁体材料剩磁的影响明显,材料剩磁越大,永磁体承载力越大,轴承润滑状态相对越好;沿周向增加磁块数目或增加永磁块轴向长度可以增大永磁体的承载力,但永磁体承载效率可能下降,设计时需综合考虑;磁体的布置形式也对磁力承载性能和润滑性能影响显著,在永磁体体积相同的情况下,更为合理的布置形式可使永磁体承载力与艉轴承最小水膜厚度明显增大。

关键词：艉轴承水润滑永磁轴承承载能力磁水复合支撑润滑特性

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油孔数量对浮环轴承润滑特性的影响

润滑与密封 2023年第5期48卷 68-73页

作者：刘泽中宾光富钟新利杨峰湖南科技大学机械设备健康维护重点实验室湖南湘潭411201 宁波丰沃涡轮增压系统有限公司浙江宁波315336

不同油孔数量会改变浮环轴承油膜润滑特性,从而影响转子的振动特性及稳定性。基于流动连续性方程与轴承润滑理论,推导浮环轴承油膜控制方程,揭示油孔数量与浮环轴承润滑特性之间的关系。以某型汽油机用涡轮增压器浮环轴承为例,构建浮环... 详细信息

不同油孔数量会改变浮环轴承油膜润滑特性,从而影响转子的振动特性及稳定性。基于流动连续性方程与轴承润滑理论,推导浮环轴承油膜控制方程,揭示油孔数量与浮环轴承润滑特性之间的关系。以某型汽油机用涡轮增压器浮环轴承为例,构建浮环轴承有限元模型,基于计算流体力学方法分析油膜润滑特性,研究不同油孔数量对浮环轴承最大压力、油膜承载力及动力学特性系数的影响。结果表明:浮环油孔数量从2增长到8,内外油膜最大压力、外油膜承载力及油膜动力学特性系数下降,内油膜承载力上升;内油膜承载力在油孔数量为2时随着转速的上升而逐渐下降,在油孔数量为4时无明显变化,在油孔数量为6、8时随着转速的上升而上升;随着转速的上升,油孔对承载力的影响逐渐上升,而对最大压力及动力学特性系数的影响逐渐减小。

关键词：浮环轴承油孔数量润滑特性流体动力学模型

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大排量轴向柱塞泵柱塞副润滑特性分析

液压与气动 2023年第3期47卷 17-27页

作者：郑亮李国祥白书战孙光明山东大学能源与动力工程学院山东济南250061 林德液压(中国)有限公司山东潍坊261061

为了研究大排量轴向柱塞泵柱塞副的润滑特性,以一款斜柱塞轴向柱塞泵为研究对象,建立了柱塞副瞬时油膜厚度场、压力场模型,采用交错网格技术对柱塞副油膜进行网格划分,通过Altair Compose软件采用有限体积法求解雷诺方程,考虑了柱塞衬... 详细信息

为了研究大排量轴向柱塞泵柱塞副的润滑特性,以一款斜柱塞轴向柱塞泵为研究对象,建立了柱塞副瞬时油膜厚度场、压力场模型,采用交错网格技术对柱塞副油膜进行网格划分,通过Altair Compose软件采用有限体积法求解雷诺方程,考虑了柱塞衬套变形的影响,得到了柱塞副油膜厚度场、压力场分布和衬套变形状况。研究了负载压力、主轴转速、斜盘倾角对柱塞副润滑状态、轴向摩擦力以及泄漏量的影响。结果表明:在高压区时,衬套靠近滑靴端的变形量大于柱塞腔端,但在一个运转周期内柱塞腔端衬套变形一直存在。负载压力和斜盘倾角变化对柱塞副润滑性能影响明显,负载压力降低15 MPa,柱塞偏载程度峰值降低20.3%,轴向黏性摩擦力峰值降低35.7%;斜盘倾角减小6°,柱塞偏载程度峰值降低25%,轴向黏性摩擦力峰值降低47.7%;而主轴转速对柱塞副在低压区的泄漏量影响较为明显,主轴转速降低300 r/min,柱塞副在低压区的泄漏量峰值降低18%。

关键词：轴向柱塞泵润滑特性油膜计算衬套变形