点接触边界膜—流体膜弹性流体动力润滑的理论研究

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本文共研究了三部分内容。即冲击载荷作用下线接触 Ree-Eyring 流体弹流润滑问题;加入不流动层的点接触弹流润滑问题;及弹性流体动力润滑的热流变参数。 第一部分所研究的问题为冲击载荷作用下线接触 Ree-Eyring 流体弹流润滑问题,综合考虑了时变效应和热效应,此流变模型适用于中等载荷和轻载荷,能较为准确地描述简单流体的流变特性。采用多重网格技术求解压力,逐列扫描法求解温度,数值模拟了冲击过程中接触区的压力和膜厚的变化情况,揭示了动态凹陷现象。并将热解与等温解的结果进行了比较,结果表明在该工况下温度的影响可以忽略。 第二部分建立了加入吸附层或表面镀层的点接触弹流润滑热模型,进行了完全数值分析,得到了新模型下的压力分布与油膜形状,并研究了不同厚度的吸附层对润滑性能的影响。结果发现,当吸附层的厚度较小时,对润滑性能的影响较弱,可以忽略,但随着不流动层厚度的增加,影响逐渐增强,因而不可忽视。在温度场的计算中,引入逐列扫描法求解了固体、吸附层及油膜内各点的温度,从而验证了用数值方法求解考虑吸附层模型的可行性,并通过求解具体算例验证了其正确性。在此模型的基础上,将吸附层替换为玻璃、陶瓷、蓝宝石等镀层,得到了带镀层的热弹流润滑问题的完全数值解。 第三部分提出了一个新的无量纲综合参数一热流变参数 F,综合考虑了尺度效应、非牛顿效应、热效应,该参数的提出对简化数学模型,分析结果有着重要意义。文中分析验证了这个参数的独立性,通过改变尺度效应,讨论了热流变参数的变化对选择弹流模型的影响。研究发现:当R<,x>较小时,热效应可忽略,Newtonian 流体热模型和 Eyring流体热模型均可分别用对应的等温模型代替;当R<,x>增大到一定值时,非牛顿效应可以忽略,此时,Eyring 流体热模型可用Newtonian 流体热模型代替。
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