摘要：针对石油矿场机械用齿轮的润滑设计问题 ,提出应用多重网格数值模拟技术进行分析设计的原理与方法 ,并用于分析典型齿轮的弹流润滑性能。计算结果表明 ,多重网格技术应用于齿轮弹流数值计算具有收敛速度快、数值稳定性好等优点。增大齿轮的模数、传动比和压力角 ,以及提高转速、增大润滑油粘度等参数可以提高齿面间的润滑油膜厚度 ,从而减少磨损、胶合等失效的发生。

摘要：水润滑轴承的轴瓦结构设计对其摩擦磨损和润滑性能有着重要影响.为提升其摩擦学性能,设计一种轴瓦布置有仿生猪笼草结构的水润滑轴承,主要为蜡质区的月牙形结构和唇部的径向脊形结构两类.利用ANSYS Fluent对简化后的轴承润滑水膜模型进行流场分析,改变不同转速、载荷和不同织构形状、尺寸,探究水膜承载能力和减摩性能的优化情况并进行机理分析.结果表明:通过比较不同织构形状、尺寸下的轴承水膜最大压力与摩擦系数,发现型号CC1006的月牙形织构和型号DR0102的径向脊形织构的水膜承载能力和减摩性能综合优化最佳.通过改变不同载荷,发现轴瓦布置有仿生猪笼草结构的水润滑轴承更适合应用于中速中载的条件下,此时其拥有优异的水膜承载能力与减摩性能.该研究为仿生表面结构的水润滑轴承设计及摩擦学性能提升等提供了分析方法和理论依据.

摘要：表面微织构化是改善轴承摩擦学性能重要手段之一,目前对于表面微织构的设计多以加工简单的单层形状为主,但在对轴承织构化试验和数值模拟研究中发现,单层微织构在减少摩擦磨损和降低能耗方面仍不够突出。基于圆筛藻壳的多层孔状结构,设计矩形-半球型双层复合微织构,并应用于水润滑轴承的高压区,采用热流固耦合的方法,探究在考虑进水温度变化的条件下、双层复合型织构的尺寸变化和轴承转速对水润滑轴承摩擦性能的影响。结果表明:对于任何进水温度,双层复合型织构轴承的减摩性能优于光滑轴承和单层织构轴承。复合织构尺寸效应对润滑水膜压力影响不稳定,但对摩擦因数的影响相对平稳。另外,在任何温度下,复合型织构轴承的转速越高,润滑水膜压力和摩擦因数越大。研究成果在改善水润滑轴承摩擦学性能方面有更进一步的突破,可为减小摩擦磨损及延长轴承使用寿命的相关研究提供借鉴。

摘要：目的研究直齿圆锥齿轮传动过程中稳态和非稳态下的压力和膜厚,为降低直齿圆锥齿轮的表面磨损及齿轮设计提供理论指导。方法将一对直齿圆锥齿轮等效为一对圆锥滚子模型,运用无限长线接触理论,建立直齿圆锥齿轮啮合过程中的弹流润滑计算模型,先对直齿圆锥齿轮进行等温稳态弹流润滑分析,计算并分析了直齿圆锥齿轮大端和小端啮入、啮出点的油膜压力及油膜厚度,求解并分析了小端啮合区间五个特殊点的油膜压力和膜厚。考虑瞬态时变效应的影响,计算并分析了直齿圆锥齿轮在三个特殊瞬时点的油膜压力和油膜厚度。最后研究齿面在高斯分布粗糙度函数和余弦粗糙度函数作用下的弹流润滑数值解,在此基础上计算了不同幅值和波长下的油膜压力和油膜厚度。压力求解采用多重网格法,弹性变形采用多重网格积分法。结果稳态等温条件下,小端啮入点和啮出点的出口油膜厚度略小于大端,小端啮合区间的最小油膜厚度从啮入点到啮出点逐渐增大。在瞬态时变效应下,啮入点的油膜压力大于节点和啮出点的油膜压力,其油膜厚度较其他两个瞬时点的油膜厚度小。高斯分布粗糙度函数作用下的油膜压力在赫兹接触区有明显的局部压力峰,油膜厚度在赫兹接触区有局部波动;余弦粗糙度函数作用下的油膜压力和油膜厚度在赫兹接触区有波动,且粗糙度幅值和波长越大,波动程度越明显。结论采用高斯分布粗糙度函数时,油膜压力的变化相对比较缓和,采用余弦粗糙度函数的最大油膜压力小于采用高斯分布粗糙度函数的最大油膜压力,和高斯分布粗糙度函数相比,余弦粗糙度函数下的油膜厚度在赫兹接触区呈现周期性波动。

摘要：利用考虑热、磁场和非牛顿效应的雷诺方程,并且采用多重网格法和多重网格积分法,对指数率非牛顿水基磁流体滑动轴承进行热弹流润滑分析。探讨了非牛顿流体指数、磁场强度、滑滚比和曲率半径对水基磁流体弹流润滑膜膜厚和压力的影响。结果表明:在水基磁流体润滑的条件下,水基磁流体润滑膜厚随着指数的增加而减小,压力随着指数的增加的变化不明显;随着磁场强度和滑动轴承滑滚比的增大,水基磁流体润滑膜的膜厚增大,压力无明显变化;随着滑动轴承曲率半径的增大,水基磁流体润滑膜的膜厚减小,入口区压力增大,压力峰减小。

摘要：针对水润滑橡胶尾轴承的结构尺寸优化问题,设计了圆弧形、矩形、燕尾形3种不同形式的螺旋槽尾轴承,基于有限元静力分析和模态分析,应用Solid Works Simulation对3种不同形式的螺旋槽艉轴承模型进行结构优化设计。结果表明,通过优化3种不同形式的螺旋槽外形结构尺寸,对各自尾轴承优化设计结果具有一定的影响,且可以得到最为理想的最优尺寸参数。

摘要：以渐开线直齿圆柱齿轮为研究对象,建立了加入非牛顿和变温因素的齿轮供油条件分析的润滑模型。利用多重网格法,得到了啮合过程中啮入点、节点和啮出点三点在不同供油条件下的弹流数值解。结果表明:起初随着供油膜厚的增加,三点的膜厚也随之增加,但当其增加到一定程度时,三点的膜厚不再随之变化而变化,说明在非牛顿和变温条件下,乏油对齿轮润滑不一定是不利的,而且供油量不是越大越好,存在一供油临界点。

摘要：目的研究具有仿生硅藻结构的复合型织构对滑动轴承润滑性能的影响。方法采用流固耦合的方法,对具有复合型织构的单元模型进行研究,依照硅藻的多孔结构,设计出矩形-半球型、矩形-椭球型、圆柱-半球型及圆柱-椭球型等4种类型的织构,建立这几种复合型织构的单个单元模型。在不同面积率和织构深度条件下,分析不同织构类型对滑动表面摩擦润滑性能的影响。结果在考虑摩擦性能与承载力的条件下,矩形-半球型和矩形-椭球型织构的最佳面积率为25%,最佳深度分别为0.9 mm和1.1 mm;圆柱-半球型和圆柱-椭球型织构的最佳面积率分别为35%和25%,最佳织构深度分别为1.1 mm和0.9 mm。在不同织构深度条件下,随着复合织构面积率的变化,圆柱-半球型的承载力和摩擦学性能最好,圆柱-椭球型次之,而矩形半球型和矩形-椭球型复合织构的承载力和摩擦学性能的变化几乎相同。结论复合型织构的最佳面积率和最佳深度与织构形状有关,在相同面积率和深度的条件下,最佳的复合型织构形状为圆柱-半球型织构。

摘要：目的探究高速加工下SiCp/2024Al复合材料切屑形成机理及加工表面质量情况,为改善该材料加工性能提供理论依据。方法设计高速正交铣削实验,对SiCp/2024Al复合材料进行不同切削速度下的高速加工,并通过对切屑形态、切削力、切削能耗、加工表面形貌及加工硬化情况进行分析,探明高速加工下材料去除机理及加工表面质量变化。结果在较低速度下复合材料的切屑形成过程为第一变形区的剪切变形和SiC颗粒破碎,切屑形态为锯齿状;切削速度在300~800 m/min时,随着速度的提高复合材料切屑连续性下降,切削速度在1000 m/min时,复合材料韧脆性能发生转变,切屑呈现崩碎状;切削力在切削速度300~1000 m/min时,随速度提高明显减小,主切削力由300 m/min时的320 N左右下降至1000 m/min时的180 N左右,切削能耗显著降低;失效的SiC颗粒破坏加工表面质量,而高速加工对表面质量有一定改善,切削速度由300 m/min提高到1000 m/min时,表面粗糙度由0.68μm下降至0.47μm,加工硬化深度也随切削速度提高而减小。结论在一定条件下,高速加工有助于改善SiCp/2024Al复合材料的加工性能,其动态力学性能将发生变化,切削力和切削能耗下降,加工表面变形程度降低、质量提高。

摘要：建立了磁流体滑动轴承的弹流润滑数学模型,利用考虑热效应的Renolds方程,采用多重网格法、多重网格积分法和逐列扫描法,对磁场作用下的水基磁流体润滑滑动轴承的弹流性能进行数值分析。对比了有无磁场作用下的水基磁流体弹流润滑数值模拟结果,并探讨了磁感应强度对其膜厚和压力的影响。结果表明,在有磁场作用的条件下,不同磁粉体积分数下的水基磁流体的润滑膜膜厚比没有磁场作用时有所增加,但压力没有明显变化;在不同磁感应强度条件下,随着磁感应强度的增加,水基磁流体润滑膜厚增加,压力没有明显变化。