裕油和乏油弹流润滑下航天轴承摩擦学特性及数值模拟研究

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1、分类号UDC密级编号硕士学位论文裕油和乏油弹流润滑下航天轴承摩擦学特性及数值模拟研究StudyontribologicalcharacteristicsandnumericalmodelingforspacebearingunderfloodedandstaredEHL学位申请人：李璞指导教师：王燕霜教授一级学科：机械工程二级学科：机械设计及理论学位类别：工学硕士2015年06月独创性声明本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下完成的研究工作及取得的研究成果。据我所知，文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含

2、为获得河南科技大学或其它教育机构的其他学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：摘要摘要为了对国产航天润滑剂的润滑性能进行评估，特别是对航天润滑剂在裕油和乏油润滑下摩擦特性和油膜形成的能力，当前只能通过试验和数值模拟的方式进行。而这些评估研究对于提高航天轴承的设计质量和寿命甚至是维持航天器的正常工作都具有重要研究意义。本文主要以4129航天润滑油作为研究对象进行润滑性能方面的研究。通过摩擦力试验研究了它的摩擦特性，并利用数值模拟的方法对它的油膜形成能力进行了探讨。首先，详细

3、介绍了数值模拟中采用的多重网格法，无量纲化了点接触裕油和乏油弹流润滑的基本方程，并建立了相应的缺陷方程，为程序编制提供了基础。然后，在对现有弹流润滑摩擦力试验机改进的基础上，完成了裕油润滑时不同温度、滚速、载荷和滑滚比下的摩擦力试验，同时测量和记录了试验结果。依据试验结果建立了裕油润滑时的摩擦系数与不同工况条件的关系式，分析了摩擦系数在不同载荷、滚速和温度下的变化规律。采用多重网格方法进行数值计算，获得了裕油润滑时不同工况下的油膜厚度和压力分布，研究了载荷、滚速和温度对油膜厚度和压力分布产生的影响，还在压力分布的基础上计算了对应的剪应力分布。最后，对乏油

4、润滑也进行了数值计算和摩擦力试验。以初始供油油膜厚度作为输入条件，求解得到了接触区内的压力分布、膜厚、部分油膜比例和油膜起始点位置等结果，分析了初始供油油膜厚度的变化对上述结果的影响，得到了乏油润滑时油膜膜厚在不同载荷和滚速条件下的变化规律。依据摩擦力试验机测得的乏油摩擦系数曲线对乏油润滑时润滑油的摩擦特性进行了阐述。本论文对润滑油摩擦特性和数值模拟的研究可以为我国航天润滑剂的研发和应用提供一些参考依据。关键词：点接触；裕油弹流润滑；乏油弹流润滑；摩擦特性；多重网格法；数值模拟；论文类型：应用基础研究选题来源：国家自然科学基金项目IABSTRACTABS

5、TRACTInordertoevaluatethelubricationperformanceofdomesticaerospacelubricant,especiallytheperformanceoffrictionbehaviorandoilfilmshapingwhenaerospacelubricantunderfullyfloodedandstarvedregimeEHL,itcanonlybejudgedbymeansofexperimentandnumericalsimulationatpresent.Theseassessmentsha

6、veimportantresearchsignificancetoimprovethequalityofdesignandlifeofaerospacebearing,eventomaintainthenormalworkingofthespacecraft.ThispapermainlyhasstudiedoflubricationperformanceofNO.4129aerospacelubricatingoil.Ithasanalyzedthefrictionbehaviorbyfrictiontesting,andhasusedthemetho

7、dofnumericalsimulationtodiscussingtheoilfilmshaping.Firstofall,themulti-gridmethodthatisusedinthenumericalsimulationhasbeenintroduced,andithasmadethebasicequationofpointcontactunderfullyfloodedandstarvedEHLdimensionless,anditalsohasestablishedthedefectequations,whichprovidethebas

8、esforprogramming.Secondly,basedontheimpr