磁流体润滑油膜的数值求解与实验研究

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1、分类号：TH133.31学校代号：10109密级：公开TaiyuanUniversityofScience&Technology硕士学位论文THESISOFMASTERDEGREE(学术型）论文题目：磁流体润滑油膜的数值求解与实验研究研鄉生名:张艳娟____________________________指导教师：王建梅教授_____________________学科专业：机械电子工程_____________________学习年限：2012年9月一2015年7月分类号：TH133.31学校代码：10109密级：公开太原科

2、技大学硕士学位论文(学术型）学位论文题目:磁流体润滑油膜的数值求解与实验研究研究生姓名：张艳娟导师姓名及职称：王建梅教授培养单位：机械工程学院学科专业：机械电子工程论文提交日期：2015年4月论文答辩日期：2015年6月4日答辩委员会主席：张治民教授论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研宄成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写的研究成果。与我一同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本声明产生的法律后果

3、由本人承担。论文作者签名：來楠城________日期：Mill_______________中文摘要中文摘要油膜轴承在轧机设备中素有轧钢机械的“心脏”之称。与滚动轴承相比，油膜轴承具有承载能力大、寿命长、速度范围宽、抗冲击能力强等优点。但随着现代社会对轧机的高效、大型、重载、经济性的要求，对其旋转部件——油膜轴承，提出了新的、更高的要求。在理想状态下轧辊与轴承之间完全由润滑介质隔开，在实际运转过程中，由于轧制力的增大和油膜温度的升高造成轧辊与轴承之间的接触摩擦、磨损，甚至引起轴承的失效。本课题引入磁流体代替传统润滑油对油膜轴承

4、进行润滑，通过施加磁场作用于磁流体提高磁流体的粘度，保证油膜的完整性和稳定性，增强轴承的承载能力，防止轴承与轧辊之间的摩擦、磨损，提高轴承的使用寿命和轧件的质量。本文基于流体润滑理论、电磁学理论和磁流体动力学理论，完善了磁流体润滑油膜轴承的数学模型，并对磁流体润滑的数学模型进行无量纲化和离散。利用MicrosoftVisualStudio平台，运用Fortran语言针对磁流体润滑数学模型编译相应的程序，对离散的磁流体轴承润滑模型进行数值求解。定量获得在磁场、流场和温度场作用下的磁流体油膜轴承的润滑性能。下面将本文主要研究内容简

5、述如下：首先，建立磁流体润滑油膜轴承的数学模型，包括与油膜温度、油膜压力和外加磁场强度有关的粘度方程、Reynolds方程、能量方程及与润滑性能参数有关方程。其次，对磁流体润滑的数学模型进行无量纲化并运用有限差分法对其进行离散。实验研究缠绕螺线管线圈的轴承内部的磁场强度分布规律及传统润滑油和磁流体的粘度与油膜温度和外加磁场强度的关系。最后，依据磁流体润滑油膜轴承的数学模型，运用Fortran语言编程求解传统润滑油和有无磁场作用下的磁流体润滑油膜轴承的润滑性能，获得不同条件下的无量纲油膜压力、油膜温度和油膜厚度分布。关键词：磁流

6、体；油膜轴承；润滑；数值求解；粘度；磁场强度I英文摘要ABSTRACTOil-filmbearinghaslongbeenknownastheheartofrollingmill.Comparedwithrollingbearing,oil-filmbearingpossessesadvantageslikelargecarryingcapacity,longlifespan,widespeedrange,strongshockresistanceability,etc.Withtherequirementsofmoderns

7、ocietyforrollingmill,suchasefficiency,large-scale,heavyloadandeconomics,highernewrequirementsarealsoposedtolubricatingpropertyofoil-filmbearing.Rollerandbearingshouldbeseparatedwitheachotherbylubricantmediaunderidealcondition,yetduringpracticaloperation,theincreaseo

8、frollingforceandoil-filmtemperaturewillleadtocontactfrictionandwearbetweenrollerandbearing,evenbearingfailure.Therefore,inthisstudy,ferrof