文档介绍：第卷第期机械工程学报. .
年月.
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基于质量守恒边界条件的应力偶流体
润滑动载轴承特性术
张俊岩王晓力
北京理工大学机械与车辆工程学院北京
摘要:基于应力偶流体理论和改进的空穴算法对动载轴承的润滑性能进行数值摸拟。求解质量守恒边界条件的动载
方程,结果表明:与边界条件下的结果相比,采用质量守恒边界条件得到的平均进油流量与平均端泄流量
更加接近,更符合实际情况。数值求解基于质量守恒边界条件下,应力偶流体润滑的动载方程,比较牛顿流体和应
力偶流体对轴承的最大油膜压力、最小油膜厚度和端泄流量的不同影响。结果表明:应力偶流体使得动载轴承的最大油膜压
力减小,最小油膜厚度明显增大,端泄流量减小,提高了动载轴承的承载能力。
关键词: 动载轴承应力偶流体空穴质量守恒边界条件
中图分类号:
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的典型例子。近年来,应力偶流体理论在润滑领域
前言中的应用得到广泛关注,取得了一系列重要的进展。
年等将应力偶流体理论应用
年的试验表明:在轴承中加入于稳载轴承润滑,年王晓力等【结合应力偶流
添加剂后可以改善摩擦副的润滑性能。. 体理论对动载轴承进行了分析。
指出这种由微小固体颗粒在粘性基液中混合形成的径向滑动轴承在几何间隙发散区,会产生油膜
悬浮液会表现出与牛顿流体不同的力学特性,其中空穴。目前,对油膜边界条件的描述最常用的为雷
最主要的是流体中不仅存在柯西应力,而且存在应诺边界条件,在计算中它采用负压力归零的方法来
力偶,应力张量为非对称性张量。电流变液、血液逐渐逼近破裂边界。该条件应用在油膜破裂处较合
和加入少量高分子添加剂的润滑油都是应力偶流体理,但无法正确解释油膜再形成时的情况。年
的研究结果证明:雷诺条件仅适用于油
国家自然科学基金和教育部创新引智计划资助项目。膜破裂边界的移动速度小于轴颈线速度一半的场
收到初稿,收到修改稿
年月张俊岩等:基于质量守恒边界条件的应力偶流体润滑动载轴承特性
合,而这个条件在气泡再形成的初级阶段和溃灭的定义密度比
最后阶段几乎是不可能达到的。而质量守恒边界条
:
件边界理论不仅满足油膜破裂边界质量守
恒, 并且满足再形成边界处质量守恒。年式中, 为空化压力下润滑油的密度。
通过一个开关函数在数值计算过程中自在空化区,压力恒等于空化压力,润滑油膜为
动确定动态的油膜边界。年将质量条束状的流。为了使油膜区和空化区的数
守恒边界条件所得结论与试验数据进行了对比,结学模型统一起来,在压力一密度的关系式中引入
开关函数, 即
果吻合得很好。在目前已发表的有关文献中,如
年等和年: :
等对算法进行了改进,采用交替方向隐格
, 、
式,,对稳载和动【≥
载轴承进行了数值计算。年苏荭等【对不可压
具有双重含义:在油膜区, ≥表示润滑油
缩的流体的空穴进行了研究。以上研究主要是针对
密度比,而在空化区, 则表示油膜体积分数。
牛顿流体。本文基于质量守恒边界条件,对应力偶
对式积分,可得
流体润滑的有限长动载轴承性能进行了数值模拟,