旋滑条件下弹流润滑数值分析.pdf

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1、2012年7月润滑与密封July2012第37卷第7期LUBRICAT10NENGINEERINGVol_37No．7DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2012．07．008旋滑条件下弹流润滑数值分析许桢栗心明郭峰(青岛理工大学机械工程学院山东青岛266033)摘要：建立旋滑条件下椭圆接触弹流润滑的数学模型，用多重网格法求得该条件下的完全数值解，研究速度、载荷、偏心距和椭圆比对油膜厚度、形状和压力的影响。结果表明，偏心距较小时，油膜厚度和形状都与普通弹流有明显的不同；速度、载荷和椭圆比增加及偏心距减小，均会导致接触区两侧最小膜

2、厚的差值增大，油膜形状的非对称性增强；速度、椭圆比增加，油膜厚度增加，接触区压力减小，载荷增加或偏心距减小，油膜厚度减小，接触区压力增加。关键词：旋滑；多重网格；椭圆接触；弹流润滑中图分类号：TH117．1文献标识码：A文章编号：0254—0150(2012)7—033—5NumericalAnalysisofElastohydrodynamicLubricationunderSpin．slideConditionsXUZhenLiXinmingGUOFeng(SchoolofMechanicalEngineering，QingdgoTechnolo

3、gicalUniversity，QingdaoShandong266033，China)Abstract：Completenumericalsolutiontothemathematicalmodelofellipticalcontactelastohydrodynamiclubrication(EHL)establishedunderspin-slideconditionswasobtainedwithamuti一dmethod．Theinfluenceofthevelocity，load，eccentricityandellipticalrati

4、oonfilmthickness，shapeandpressurewasinvestigated．Theresuhsshowthatwhentheec-eentricityspanisquitesmall，theoilfilmthicknessandshapeareallobviouslydifferentthanthatofelastohydrodynamicone；thedifferencevalueoftheleastfilmthicknessonbothsidesofcontactareaisenlargedandtheunsymmetryo

5、foilfilmshapeincreased，whichareallcausedbydecreasingateccentricityspanandincreasingatvelocity，loadandellipticalratio．Theoilfilmthicknessisincreasedandpressureofcontactareadecreasedatincreasingofvelocityandellipticalratio，andtheoilfilmthicknessisdecreasedandpressureofcontactarea

6、increasedatincreasingofloadordecreasingofececntricityspan．Keywords：spin-slide；muti-gridmethod；ellipticalcontact；elastohydrodynamiclubrication在点接触弹流润滑的研究中大都考虑两个接触表Yang等用多重网格算法分别分析了旋滚条件下和面相对滑动和滚动的情况，而在实际工程中还可能存时变情况下自旋的影响及膜厚的特点。以往的数值计在自旋运动，如角接触球轴承中因自旋会产生摩擦力算并没有对自旋条件下的油膜形状进行系统的分析。矩

7、，高速下轴承接触区的摩擦热与钢球和套圈问自本文作者采用旋滑运动的方式分析了自旋对弹流油膜旋运动有关，故自旋运动对轴承产生了不良影响。厚度、形状和压力产生的影响。因此，有必要分析自旋运动对弹流接触区油膜造成的1数学模型及运动分析影响。图1为旋滑运动的数学模型及运动分析图。由图早在20世纪70年代Snidle和Archard在润滑(a)知静止钢球和绕法线MN旋转的无限大平面之的理论研究上考虑了自旋，但没考虑弹性变形这一重间存在一个偏心距r，当旋转中心0和接触中心0重要因素。1991年，Dowson等在理论上研究了旋滚合即r=0时为纯自旋运动；当r趋向无限

8、大时为纯条件下椭圆接触的弹流润滑问题，揭示出最小膜厚随滑运动；介于两者之间即为旋滑运动。因此，改变偏着旋滚比