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液压与气动 2022年第1期46卷 41-50页

作者：何涛李金苗王传礼陈强曼沈浩黄森安徽理工大学机械工程学院安徽淮南232001 流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027 教育部矿山智能技术与装备省部共建协同创新中心安徽淮南232001 安徽理工大学人工智能学院安徽淮南232001

为研究织构阵列的形貌、排布方式对织构化滑动摩擦副摩擦学特性的影响,利用三维CFD仿真方法,基于Navier-Stokes(N-S)方程建立不同形貌、排布的织构阵列摩擦副的润滑模型,分析不同形貌及排布方式对压力分布和承载特性的影响;在此基础上,... 详细信息

为研究织构阵列的形貌、排布方式对织构化滑动摩擦副摩擦学特性的影响,利用三维CFD仿真方法,基于Navier-Stokes(N-S)方程建立不同形貌、排布的织构阵列摩擦副的润滑模型,分析不同形貌及排布方式对压力分布和承载特性的影响;在此基础上,研究6种形貌、2种排布方式织构的润滑特性及摩擦性能。结果表明,流体流入收敛楔产生正的流体动压,流入发散楔产生负的流体动压,规则排布的织构单元摩擦性能优于错开排布的织构单元。在最优的雷诺数条件下,不同形貌的织构单元平均摩擦系数随面积率的增加而减少,菱形织构和球冠形织构面积率从4.5%增加到12.5%时,摩擦系数分别降低了81%和76%。因此,合理的选择织构形貌、尺寸有助于改善织构化滑动摩擦副的摩擦学特性。

关键词：形貌排布方式织构阵列 CFD仿真摩擦系数

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织构化往复摩擦副的水润滑特性与减磨机理研究

织构化往复摩擦副的水润滑特性与减磨机理研究

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作者：陈国瑜安徽理工大学

学位级别：硕士

机械表面发生相对运动会产生磨损导致机械设备运行的故障,而以水作为介质难以形成润滑油膜,无法起到良好的效果。论文围绕水润滑状态下往复摩擦副表面织构化处理的减磨效果展开研究,针对不同织构形貌、尺寸参数以及其阵列排布在不同摩... 详细信息

机械表面发生相对运动会产生磨损导致机械设备运行的故障,而以水作为介质难以形成润滑油膜,无法起到良好的效果。论文围绕水润滑状态下往复摩擦副表面织构化处理的减磨效果展开研究,针对不同织构形貌、尺寸参数以及其阵列排布在不同摩擦工况下的减磨效果进行分析,旨在解决往复运动副摩擦磨损的问题,改善机械零件的使用寿命。论文研究的主要内容为:(1)运用经典Reynolds方程和N-S方程对往复摩擦副中织构单元的动压润滑数学模型进行了搭建,对织构动压润滑的形成机理进行了探究并借助matlab软件对球冠、半椭球及圆锥织构基于Reynolds方程的动压润滑效应进行了验证,分析了空化机理及空化边界条件,讨论了润滑方程在织构动压润滑研究中的有效性问题,建立了 N-S方程,对各变量进行了无量纲化处理,并对织构化摩擦副的润滑模型进行了求解。(2)针对凹坑半径及深度相同的球冠、半椭球及圆锥织构产生的油膜承载力有较为明显的差别现象进行了探究,分析了不同形貌织构凹坑产生的压力分布规律,研究了织构凹坑体积率和织构形貌的改变对织构化摩擦副减磨性能的影响,得出球冠形织构在相同参数下可产生较高的表面承载力,且织构半径相同时体积率处于7%到9%时织构具有较好的减磨性能;织构最大深度与摩擦副间隙比值小于1时体积率较小的织构可产生较高的承载力,织构最大深度与摩擦副间隙比值大于1时体积率较大的织构则产生较高的承载力。(3)针对织构阵列的排布方式对润滑减磨性能的影响进行了研究,以球冠状织构为研究对象,分析了不同错位角的均布织构对压力分布及承载力大小的影响,研究了单一织构阵列产生的表面承载力随工况改变的变化情况,同时研究了变排布织构阵列对表面承载力大小的影响,得出方形排布织构产生的表面承载力最大,两端大直径织构和深织构占比越大,则承载力也越大,织构阵列的参数变化不可过多,以两种不同尺寸的织构凹坑组成的阵列产生承载力的效果最好。(4)开展了织构化往复摩擦副摩擦磨损探究性试验,介绍了织构化往复摩擦副试件的加工方法及试验装置,设定了试验方案并进行了摩擦学试验,分析了表面织构化处理在实际工况中的减磨效应,验证了织构化处理摩擦副表面在实际运用过程中可以产生减磨效果,且随着电机转速的增大织构表面摩擦系数呈现先减小后增大的趋势,而工作载荷的增加则会使得试件表面摩擦系数呈减小趋势,通过数值比较可得织构直径为1000μm,深度为100μm时减磨率为25.34%,具有最好的减磨效果。图[71]表[7]参[79]

关键词：水润滑往复摩擦副织构阵列变织构摩擦磨损

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