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文檔簡介
1、<p> 一個平行溝槽軸承與建模質(zhì)量守恒空穴算法</p><p> 青島理工大學(xué)機械工程學(xué)院</p><p> 摘要:幾種負載支持機制進行了研究處理并行軸承的氣蝕問題。腔及其處置的形成影響的連續(xù)薄膜,因此軸承的承載能力產(chǎn)生的壓力。在求解雷諾方程,適當(dāng)?shù)目栈吔鐥l件必須應(yīng)用。在這篇文章中,質(zhì)量守恒ViJayaragHavan-基思空化算法被用于分析的并行子軸承的流體動力潤滑性
2、能與一個或多個凹槽。采用有限差分法,一維雷諾方程離散。高斯 - 賽德爾迭代來求解得到的線性代數(shù)方程組。對于給定的潤滑劑,滑動速度和最小油膜厚度,有幾個比較研究Vijayaraghavan基思空化算法和出版解析解之間進行。影響了流體動壓潤滑性能的幾個因素考慮,如氣穴壓力,入口長度,槽數(shù)和紋理圖案。分析結(jié)果驗證了Vijayaraghavan - 基思空化算法。它被發(fā)現(xiàn)Vijayaraghavan-基思算法是不帶紋理的溝槽深度敏感。此外,入口
3、粗糙,進氣吸力和準(zhǔn)反對稱整合被確定是產(chǎn)生平行軸承的動水壓力的基本特征。</p><p> 關(guān)鍵詞 :液體動壓軸承、汽蝕的流體力學(xué)、在流體動力學(xué)粗糙度</p><p><b> ?。币?lt;/b></p><p> 在過去的20年中,極大的興趣一直集中在使用質(zhì)感軸承,其中Micro pockets都融入了評分在所述軸承表面中的一個。表面紋理一直
4、發(fā)現(xiàn)提高承載能力,并降低流體動力摩擦在低負載條件。雖然表面紋理是不是一個新概念,它仍然困難,因邪教作平行軸承內(nèi)袋清楚如何可以夾帶任何潤滑劑,以形成一個流體動力膜和支持端口采用經(jīng)典的流體動壓潤滑理論的負荷。</p><p><b> 加載支持機制</b></p><p> 許多研究者研究了負載支持機制具有平行表面,其包括表面粗糙度,擺動和彈跳,潤滑劑密度變化,非牛頓
5、效應(yīng),EC-為中心旋轉(zhuǎn),波紋或界面表面的翹曲,突出微凹凸,和表面紋理化等。在20世紀(jì)60年代,漢密爾頓,等。(2)報告最早工作在微織構(gòu),潤滑表面。作者描述的潤滑理論基于表面微違規(guī)行為和相關(guān)薄膜腔。反對稱壓力分布這通常會發(fā)生這些違規(guī)行為被修改由薄膜氣蝕,這似乎使得薄膜高壓力失去平衡低的膜的壓力,從而產(chǎn)生一個凈負荷支承通過壓力的區(qū)域整合力。他們還表示,類似的爭論可能會提前,如果凹坑或凹坑被認為是代替粗糙。在這種情況下,空腔將形成的領(lǐng)先優(yōu)勢,
6、以及高壓力將根納入樣本在后緣。</p><p> 在此之后的早期作品,興趣質(zhì)感流體力學(xué)軸承減弱,直到20世紀(jì)90年代,人們意識到時河畔面紋理化可能會增加負載能力,從而減少摩擦化。這是特別感興趣的兩個能源節(jié)約宏觀軸承和減少陸運動阻滯力潤滑的,微型設(shè)備。Tender鎮(zhèn)引入的進氣粗糙度的概念去惡習(xí),如軸承,密封件和活塞環(huán)。相關(guān)原理是產(chǎn)生一個有效的步驟或斜率的可能性通過從在人工或形式的入口去除材料定制的粗糙度,而不是常
7、規(guī)的入口形狀。這也就是說,入口楔效應(yīng),需要壓力屬,化,由一個微結(jié)構(gòu),而不是一個Macrogeometry獲得的。</p><p><b> 各部分名稱</b></p><p> 基于激光表面紋理(LST)技??術(shù),教授Tension的研究小組調(diào)查了各種軸承幾何形狀,嘗試和應(yīng)用程序同時使用的實驗和建模。這項工作的一個簡短的概述,可以發(fā)現(xiàn)在評論中ARTI-第一百由Ed
8、ison(7)。有人提到,兩種不同的LST濃度Copts提出來產(chǎn)生負載能力平行軸承(Brazier,等人(1))。一個是全寬度LST是基于個人漣漪效應(yīng)(在各酒窩當(dāng)?shù)貧馕g)。該另一種是局部LST,這是基于一種“集體效應(yīng)”的酒窩。這組報道的摩擦減少達到40%,由使用均勻分布的,半球形micro pock-ETS在一個平行的軸承在純的整個表面固定下往復(fù)運動的滑動最佳紋理深度為10-11微米報道的同時,基地雖然這是很難將之與其他系統(tǒng),因為沒有信
9、息被提供作為對潤滑劑的膜厚。一值得留意的現(xiàn)象是,財大氣粗似乎傳遞桿Tcircularly表現(xiàn)不佳有關(guān)饑餓的發(fā)生,因為他們需要一個更大的石油供應(yīng),以維持一個流體動動力學(xué)薄膜。</p><p> 尖峰和同事分析“入口抽吸”到并行的性能的貢獻,在內(nèi)部袋袋軸承(Fowl,等奧佛等人)。這種現(xiàn)象是基于這樣當(dāng)潤滑劑,通過Inlet land合流,到達擴散口袋入口一低壓產(chǎn)生的原理。因為外部壓力是環(huán)境壓力,這會產(chǎn)生一個壓力降穿
10、過入口土地,其具有“抽吸”潤滑劑的作用入軸承。由此增加的潤滑劑流動增強流體動壓力產(chǎn)生的熊的主體內(nèi)相No pocketed ING,從而提高負載能力軸承。</p><p><b> 2 空化邊界條件</b></p><p> 一個多世紀(jì)以來,雷諾方程得到了廣泛的用于預(yù)測具有可接受的工程精度為大多數(shù)應(yīng)用液膜軸承的性能。在他的經(jīng)典論文,雷諾確定的動水壓力的產(chǎn)生機制在潤滑
11、膜,并明確公認的氣蝕對軸承的行為可能產(chǎn)生的影響。氣蝕是什么,否則中斷連續(xù)液相由氣體或蒸汽或存在兩者(道森和泰勒)。空腔的形成和其性格影響在連續(xù)產(chǎn)生的壓力薄膜,因此軸承的承載能力。然而,這是誠然,空化在軸承的物理理解仍不能令人滿意。 在求解雷諾方程,必須施加邊界在連續(xù)的潤滑膜之間的界面條件和氣態(tài)區(qū)域(氣穴邊界)。因此,修改后的雷諾方程必須能夠確定這兩個區(qū)域(薄膜擊穿和之間的邊界電影改革的邊界),并確定了全膜區(qū)域內(nèi)的壓力分布。</p&
12、gt;<p> 眾多的邊界條件已經(jīng)假定使用與雷諾方程,如索末菲,半索末菲或傘形花序,雷諾或斯威夫特 - 施梯伯和JAKOBSSON-Feldberg - 奧爾森(JFO)。各種邊界條件導(dǎo)致預(yù)測的壓力差配置文件。 雷諾(斯威夫特 - 施蒂伯)邊界條件是最廣泛使用并給出相當(dāng)準(zhǔn)確的結(jié)果。一個常用提出Christopher son的使用的數(shù)值程序是將所有負面的壓力為零。在穩(wěn)定運行條件,上游邊界(薄膜破裂)的位置廣泛接受的位置處
13、的壓力和壓力衍生消失,但下游邊界(改造邊界)是較為復(fù)雜的,只能通過規(guī)定的條件成立以合理的準(zhǔn)確整個氣穴區(qū)域質(zhì)量守恒。</p><p> JAKOBSSON和Feldberg和奧爾森提出了一套自洽要應(yīng)用于氣穴邊界條件在雷諾方程。邊界條件正確地考慮質(zhì)量守恒的空化區(qū)域。集體的過程現(xiàn)在一般稱為JFO理論。這個理論,當(dāng)應(yīng)用到軸頸軸承,已經(jīng)產(chǎn)生的結(jié)果是在與實驗值符合較好。大多數(shù)分析已采取以下方法來實施改革的邊界條件為雷諾方程
14、(1)猜一空化區(qū)域的邊界。(2)松弛確定的壓力分布。(3)檢查在薄膜擊穿(斯威夫特 - 施梯伯)的邊界條件和電影(JAKOBSSON-Feldberg-奧爾森)(4)由此,估計一個更好的邊界。新的邊界提供了一種新的壓力字段和一個新的檢查可以被做,等等(5)重復(fù)上述步驟,直到獲得滿意的結(jié)果。</p><p> 上述步驟清楚地表明了計算復(fù)雜性以及參與執(zhí)行的時間JFO邊界條件。埃爾羅德(17)推出了一款計算方案(簡稱
15、為埃爾羅德空化算法),該結(jié)合JFO理論在一個非常簡單的方式。這個程序避免了定位膜破裂和改革界限的復(fù)雜性,因為它會自動預(yù)測空化地區(qū)。該埃爾羅德算法是基于一控制體積配制和使用單位階躍函數(shù)(稱為開關(guān)功能)??,以消除壓力術(shù)語在空化區(qū)域。埃爾羅德(17)指出,該算法是經(jīng)過大量的試驗開發(fā),因此并沒有出現(xiàn)發(fā)展詳細信息。</p><p> Vijayaraghavan和Keith分析了跨音速流的埃爾羅德氣穴algorithm
16、 and the mathe matical modeling通過類比,利用這兩種完全不同的物理現(xiàn)象之間的相似之處。它們擴展了一些計算程序在跨音速流動分析用于修改數(shù)值方法用于預(yù)測氣穴中的軸承。改進后的算法(簡稱為Vijayaraghavan-基思空化算法)可以自動預(yù)測膜破裂,改革的邊界通過引入在剪切流項一類差分技術(shù)來自動更改表單有限差分(中央或逆風(fēng))全膜之間的和空化地區(qū)。原埃爾羅德算法通過數(shù)值試驗和錯誤開發(fā)的。因此,這個修改使該算法非經(jīng)
17、驗和提供合適的堿為進一步改善。兩種算法進行比較,產(chǎn)生幾乎相同的結(jié)果為1和2維的情況下涉及滑塊和滑動軸承。</p><p> 最近,Auras分析了空化模型對微織構(gòu)軸頸軸承的數(shù)值評估的影響。他們采用經(jīng)典雷諾比較結(jié)果邊界條件模型,并提出了埃爾羅德和亞當(dāng)斯質(zhì)量守恒埃爾羅德空化算法。他們發(fā)現(xiàn)在微織軸承的雷諾模型低估空化區(qū)域,導(dǎo)致幾個變量,如摩擦轉(zhuǎn)矩的估計中的誤差。他們指出,缺乏雷諾邊界內(nèi)質(zhì)量守恒條件的做法是負責(zé)報道的差
18、異,并建議只有質(zhì)量守恒模型應(yīng)當(dāng)與微織構(gòu)的軸承交易中使用。關(guān)于質(zhì)量守恒模型的主要困難來自于它的高度非線性性質(zhì)。因此,Ausas,等。研究了一個簡單而有效的數(shù)值算法的基礎(chǔ)上,埃爾羅德空化算法充分動力潤滑問題。該算法的良好的行為是振蕩擠壓流動和動態(tài)加載的軸頸軸承:兩個例子來說明。本文旨在應(yīng)用二階雷諾方程的無限長平行質(zhì)感軸承確定影響流體動力潤滑的因素質(zhì)感軸承和識別并行生成的動水壓力的基本特征表現(xiàn)軸承。</p><p>&
19、lt;b> 3 標(biāo)準(zhǔn)</b></p><p> 幾個無限長平行軸承與一個或多個槽被勾畫在圖1。焊盤寬度,槽深,和最小膜厚表示為B,HD和H0分別。該軸承是由一個 viscous,牛頓潤滑潤滑劑與動態(tài)粘度η。在每個子圖中,上溝槽表面是固定的,而下面的平面表面滑動以均勻的速度U。</p><p> 在本研究中,三種情況的研究。第一種情況是平行軸承只有一個槽。如圖1a所示
20、的入口地和出口地表示為b和c。第二種情況是部分平行紋理軸承(被稱為局部變形,PT)如圖1a所示,出口脊寬的PT保持恒定為c,而另兩個部分被細分成多個部分。所有的小節(jié)都有相同的長度,而第數(shù)為Ns個。對于與PT多個凹槽(PTG),Ns是偶數(shù);見圖。 1B。對于PT有多個步驟(PTS),NS是奇數(shù),見圖。 1C。第三種情況是完全網(wǎng)紋平行軸承(簡稱全紋理,F(xiàn)T)。從PT不同,墊的整個寬度由Ns個細分在FT。換句話說,如果c的PT被設(shè)置為B /
21、NS,PT變成FT。對于FT有多個凹槽(FTG),NS是奇數(shù),見圖。 1D。為FT與多個步驟(FTS),Ns是偶數(shù);見圖。對于這兩種PT和FT,重復(fù)性和凹槽的寬度與寬度分別記為和。</p><p> 一個參數(shù)α,稱為滑塊寬度的紋理部分,被定義為帶紋理的寬度的整個寬度的比值。有紋理的寬度的入口部之間的寬度最后重復(fù)的部分。值得注意的是,該部分提到的以上可能是一個脊或槽。在圖1b或1c中,出口地與不breadth m
22、arked c是一個不重復(fù)的單元,所以α=(AI BJ)/ B和α<1(所謂PT)。圖 1D和1E中,出口地是一個重復(fù)單元,所以α=(AIBJ)/ B和α= 1(所謂FT)。數(shù)字圖1a是一個特例,α被定義為</p><p> 圖 1 平行槽軸承:(一)單槽;(二)PTG,NS = 6;(三)PTS,NS = 5;(四)FTG,NS = 7;(五)FTS,NS = 6</p><p>
23、;<b> 4 分析公式</b></p><p> 雷諾方程為在層流牛頓潤滑劑的一維表格,允許壓縮效果,可以寫為:</p><p><b> ?。?)</b></p><p> 對于穩(wěn)流,這是質(zhì)量守恒的表達。條款中的括號內(nèi)為凈質(zhì)量流率,它由貢獻,由于剪切(Couette流),并由于壓力梯度(Poiseuille流)做
24、出了貢獻。的密度ρ該潤滑劑是通過體積模量β的定義中涉及到膜壓力</p><p><b> ?。?)</b></p><p> 其中為潤滑劑的氣穴壓力的密度。埃爾羅德(17)定義了以下變量:</p><p><b> ?。?)</b></p><p> Represents液體餾分在空化區(qū)域(稱為
25、小數(shù)薄膜成分),它代表實際的密度,以在全膜區(qū)域的參考密度之比。該變量是連續(xù)在整個區(qū)域上,并成為在未的問題。</p><p> 它已發(fā)現(xiàn)內(nèi)的壓力誘導(dǎo)的流動空化區(qū)域較小。條紋狀流存在于該地區(qū)的主要是由剪切驅(qū)動。此外,在該區(qū)域中的壓力基本上是恒定的。為了體現(xiàn)這些特點,所謂的開關(guān)函數(shù)g被引入的壓力密度關(guān)系式,也就是:</p><p><b> (4)</b></p&
26、gt;<p><b> (5)</b></p><p> 在全膜區(qū)域方程[4]可以直接集成,得到:</p><p><b> (6)</b></p><p> 等式[6]可以表達的另一種方法是方便的初始化:</p><p><b> ?。?)</b><
27、;/p><p> 結(jié)合方程。 [1],[3]和[4]中,一個單一的分析制劑對于能夠獲得質(zhì)量守恒在并</p><p><b> 行軸承如下:</b></p><p><b> ?。?)</b></p><p> 方程[8]可改寫為:</p><p><b> ?。?
28、)</b></p><p><b> (10)</b></p><p> 到方程無量綱化[8]中,參考變量和無量綱變量分別定義為:PE =βE=6UηB/h20和¯H = h/h0,¯X = X / B,¯P = P / PE,¯β=β/βE。然后:</p><p><b>
29、(11)</b></p><p> 5 數(shù)值解采用有限差分方法</p><p><b> 問題的離散化</b></p><p> 在全膜區(qū)域(G = 1),方程[11]是一個橢圓偏微分方程。因此,數(shù)值格式采用其解決方案應(yīng)反映一個事實,即在因變量在全片的任何一點取決于它的所有鄰國的變量。這允許使用中央的差異。另一方面,在的氣穴區(qū)
30、域(G = 0),方程[11]是雙曲型的。因此,下游的影響并不上行信號和片面或迎風(fēng)差分應(yīng)該被使用。根據(jù)所提出的處理方法Vijayaraghavan和Keith:</p><p><b> (12)</b></p><p> 方程[11]可改寫為:</p><p><b> ?。?3)</b></p>&
31、lt;p> 采用有限差分法,緊湊的離散表達式的公式。 [13]可以得到:</p><p><b> ?。?4)</b></p><p> 質(zhì)量通量由于剪切在節(jié)點表示為:</p><p><b> ?。?5)</b></p><p> 表1個主軸承參數(shù)的探討</p><
32、p> 和質(zhì)量通量由于壓力在節(jié)點是: (16)迭代法</p><p> 離散化的有限差分方程。導(dǎo)致的一組線性代數(shù)方程組的ζ的節(jié)點值。這些方程可以通過幾種數(shù)值方法來解決。常見解決方法是雅可比迭代法,高斯 - 賽德爾迭代,和超松弛迭代。更高效方法是近似因式分解(Vijayaragha
33、van和基思交替方向隱式(Lebeck),多重網(wǎng)格方法(伍茲和Brewe;仇和Khonsari)等。雖然高斯 - 賽德爾的迭代算法并不總是最有效的,很方便,并用于在此的文章。收斂性的判定</p><p> 收斂標(biāo)準(zhǔn)包括兩個條件:一是ζ兩個連續(xù)的計算值的總和的變化迭代低于規(guī)定的公差值:</p><p><b> ?。?7)</b></p><p&g
34、t; 另一種是計算W在兩個連續(xù)的變化迭代低于另一個指定的公差值εW:</p><p><b> ?。?8)</b></p><p><b> 其中 </b></p><p><b> 6比較研究</b></p><p> 許多情況下,由Viagra Havana K
35、eith空化算法與一維平行滑動軸承進行了分析在圖中所示的橫截面.對于單槽軸承(圖1a),??所用的參數(shù)列于表1中,這是同使用的那些Fowl等</p><p> 圖 2 穿過平行軸承具有單個槽2 壓力在不同的網(wǎng)格收斂,HD = 5um,A / B = 0.2,B / B = 0.3,PCAV = -100Kpa</p><p> β是最重要的參數(shù)之一。它表達了流體進行壓縮(壓縮率的倒數(shù))
36、的阻力以及與壓力,溫度和分子結(jié)構(gòu)而變化。使用Vijayaraghavan和Keith β為6.9×107帕和使用埃爾羅德的分別為1.0×108帕,4.0×109帕,2.5×1010帕,1.6×1011帕,和1.0×1012帕埃爾羅德表示當(dāng)β為較硬大于4×109 Pa時,計算出的負載幾乎不變。在接下來的研究中,β為4.0×109帕。</p>&l
37、t;p> 它是眾所周知的數(shù)值分析的結(jié)果很容易受到以網(wǎng)格數(shù)和收斂精度的偏差。在這項研究中,3網(wǎng)格編號(50,200,400)和4收斂精度(10-4,10-5,10-6,10-7)被選定。所有可能的組合都試圖產(chǎn)生中列出的結(jié)果表2。可以得出結(jié)論,當(dāng)網(wǎng)格密度是松散的,下收斂是優(yōu)選的,而對于密集網(wǎng)格,該較高的融合是強制性的。三所示的組合大膽在表2([50,10-5],[200,10-6],[400,10-7])被選為分析并行軸承用一個槽的
38、壓力場。相應(yīng)的結(jié)果繪于圖2。顯而易見的是有兩個密集的病例之間無顯著差異。在接下來的研究中,如果N = 200,則εζ=εW= 10-6。如果N =400,然后εζ=εW= 10-7。</p><p> 壓力曲線與不同的空化壓力</p><p> 圖 3 穿過平行軸承具有單個槽3 在不同的氣穴壓力,HD = 5um,A / B = 0.2,b / B選擇=0.3,N = 200由Fowl
39、等人解析解(3)及(b)數(shù)值解</p><p> 圖3示出了計算的壓力分布Vijayaraghavan-基思空化算法,所有這一切都是在整個息的同時,在不同的氣穴壓力的單個槽。這些配置文件十分相似,圖3a或Fowl除負壓的處理方法。氣壓p大氣壓為0帕在這篇文章中,而達于Lowell,等(3)為100千帕。 圖4示出了負載容量作圖氣穴壓力為平行軸承具有單個槽。兩種不同的相比槽深度分別為:5和10微米之間??梢钥闯鲈?/p>
40、負載能力幾乎呈線性減小,空化壓力和負載容量下降到零,當(dāng)氣穴壓力等于環(huán)境壓力,因為在這種情況下入口吸入的確不會發(fā)生。雖然從5的槽的深度改變?yōu)?0微米,計算出的負載幾乎一模一樣。該結(jié)果表明這槽深度對負載的支持沒有影響。更進一步,通過Fowl得到的解析解,等人(3)圖還示出。但是,坡度大于一點點該數(shù)值解。針對兩種情況具有相同深度或5米,最大誤差為10%以下。</p><p> 進氣道長度上的不同負載能力的影響槽深&l
41、t;/p><p> 圖5給出負載對進氣可變長度的A / B容量為幾個不同的槽深度。幾乎完全一樣的結(jié)果再對這些不同深度獲得。槽寬度保持在的b / B = 0.3的常數(shù),所以入口的比率至出口土地的長度變化系統(tǒng)。這兩個子圖似乎不同。然而,一旦示于圖的數(shù)值解。圖5b的繪制比例為一半對數(shù)坐標(biāo)由Fowl,等得到解析解。在圖5a,他們是一致的。</p><p> 表2的負載能力和峰值壓力,不同網(wǎng)格收斂(
42、KNM-1/KPA)</p><p> 7 多槽或載荷步的影響容量為各種發(fā)行</p><p> 三種類型的質(zhì)感(PTS,F(xiàn)TS及PTG)進行了調(diào)查圖6.對于PTS和PTG,滑塊寬度的紋理部分分別為0.6。如該圖所示,無論是PTS和FTS有較大的負載容量比PTG的,并且它們的變化趨勢是相反的。對于每一個相同的槽數(shù),公視有較大的軸承能力比PTG。</p><p>
43、 在圖7,比較是空化邊界上進行如在實施雷諾茲和JFO之間的條件Vijay基思空化算法的不同質(zhì)感圖案(PTG或PTS),其布局示于圖1B和1c。滑塊寬度的網(wǎng)紋部分分別為0.6和槽數(shù)為這兩種情況.</p><p> 圖7a是PTG的雙重壓力分布坐標(biāo)。所獲得的結(jié)果之間的最大差別使用獲得的雷諾邊界條件和結(jié)果使用Vijayaraghavan - 基思空化算法是近60倍。左邊的縱坐標(biāo)表示雷諾結(jié)果,其峰值壓力為約12兆帕?
44、?;右縱軸表示該Vijayaraghavan-基思結(jié)果,其最大的結(jié)果是近0.2兆帕。采用經(jīng)典的雷諾氣穴邊界條件,在關(guān)節(jié)入口土地之間的計算壓力和出口槽被疊加,使得壓力被高估相比于Vijayaraghavan-基思算法在相同的槽深。此外,雷諾數(shù)條件似乎是向槽的深度敏感。但Vijayaraghavan-基思空化算法,相同的配置文件獲得了不同凹槽的深度。 圖7b是PTS的壓力分布。在這種情況下,既雷諾條件和Vijayaraghavan-基思算法
45、得到類似的結(jié)果。</p><p> 圖 4 負載能力和空化壓力為4 - 關(guān)系為平行軸承具有單個槽,A / B =0.2,B / B = 0.3,N = 200</p><p><b> (a)</b></p><p><b> (b)</b></p><p> 圖 5 上負載容量入口長度的各
46、個槽5的影響深度的b / B = 0.3,PCAV = -100千帕,N = 200:(1)分析解通過Fowell等及(b)的數(shù)值解法</p><p> 圖 6 槽或負載能力為各種分發(fā)步驟6的影響,HD = 5um,PCAV = -100Kp,N = 400</p><p> 8 討論有效性Vijayaraghavan - 基思空化算法</p><p> 許多
47、研究者對適用性的關(guān)注二階雷諾方程的表面紋理化問題的,因為大的階躍變化在有紋理的表面的幾何形狀不與用于計算的假設(shè)一致的經(jīng)典的方程。分析這個問題,一種方法是簡化的二維幾何形狀的一維問題,并使用一階雷諾方程的流量。以下這條線Fowl (3)解析計算的壓力分布和承載能力開槽基于流守恒原理軸承。</p><p> 該基思空化算法提供了一個有限差分實現(xiàn)古典JFO theory. When應(yīng)用于軸頸軸承,該算法已經(jīng)產(chǎn)生結(jié)果與
48、實驗值符合較好。在一定程度上,在雜志上所固有的不同游隙的軸承工程,以及在表面紋理軸承。盡管所有的對此,報道稱,適用JFO理論來分析表面質(zhì)感軸承是拉雷什。 Auras的工作是顯著,因為他們比較的微織構(gòu)的預(yù)測結(jié)果采用雷諾模型和埃爾羅德空化模型和軸頸軸承發(fā)現(xiàn)雷諾模型在很大程度上低估了氣蝕區(qū),取得了不準(zhǔn)確的表現(xiàn)估計。</p><p> 在這項研究中,基思空化算法分析結(jié)果進行了比較,以通過Fowl等人所得到的解析解。它可
49、以從圖可以看出。 3-5的它們之間的誤差是可以接受的。該Vijayaraghavan-基思空化算法也被用于解決兩個PT和FT的問題。</p><p> 值得注意的是,該Vijayaraghavan-基思空化算法是不帶紋理的溝槽深度敏感,提供該氣蝕發(fā)生。這一點可以通過圖進行驗證。給予進一步的解釋,平行軸承不同深度和其壓場的兩個凹槽被圖解圖8,其中片段Ⅰ和Ⅱ(淺槽)和III和IV(深溝)具有相同的寬度。因為該Vij
50、ayaraghavan-基思空化算法的基礎(chǔ)上,在氣穴區(qū)域施加壓力,假設(shè)是恒定的,則質(zhì)流過的部分I,II和IV是</p><p><b> (19)</b></p><p><b> (20)</b></p><p><b> (21)</b></p><p> 從雷諾數(shù)
51、條件的觀點來看,這是顯而易見該質(zhì)量流量表示為方程。 (20)和(21)不保守,因為HS <HD。在Vijayaraghavan - 基思算法方程。 (20)和(21)被改變?yōu)槔靡韵滦问?3):</p><p><b> (22)</b></p><p> 圖 7 雷諾狀況和7之間對比的Vijayaraghavan - 基思算法不同質(zhì)感的圖案,α= 0.
52、6,Vijayaraghavan-基思PCAV = -50 Pa時,N = 400:(1)部分紋理具有三個槽(PTG)和(b)與局部變形三個步驟(PTS)</p><p> 8 建模平行溝槽軸承</p><p> 圖 8 通過并行軸承8-保守黨質(zhì)量流量有兩個不同深度的溝槽</p><p><b> (23)</b></p>
53、<p> 因為ρC和U是恒定的,ζs必須等于ζd這樣該質(zhì)量流量是守恒的。參數(shù)ζhas被定義通過埃爾羅德(17)作為小數(shù)電影內(nèi)容,它表示液體餾分中的空化區(qū)域。淺HS,ζs較大,而對于深高清,ζd較小。其結(jié)果是,產(chǎn)品ζs和ζd是相等的。這一事實已證明了前述數(shù)值分析。</p><p> 上面的分析表明,雷諾數(shù)的應(yīng)用條件不考慮細分邊界改革的邊界導(dǎo)致違反原則質(zhì)量守恒的空泡區(qū)域。這是由于這樣的事實該雷諾茲條件是
54、無法感覺到什么過流進氣蝕區(qū)。因此,焊劑是在創(chuàng)建改革的邊界,而這額外的流動導(dǎo)致在該域的所有下游節(jié)點不正確的壓溶作用。</p><p> 在圖7b中,有在軸承內(nèi)沒有氣穴現(xiàn)象,因為第一入口步驟使足夠顯著壓力抑制在相鄰槽氣穴的形成。因此,本基思空化算法函數(shù)作為雷諾經(jīng)典算法,其計算結(jié)果受槽的深度。</p><p><b> 負載支持機制的整合</b></p>
55、<p> 在表面紋理平行軸承動水壓力的形成可以從三個不同的角度來解釋。第一個是準(zhǔn)反對稱積分原理廣告漢密爾頓等人Vance。一腔本質(zhì)上是一個等壓區(qū)域的壓力可以比流體的蒸氣壓不低;在氣穴區(qū)域中,因此非常低的壓力可通過氣穴壓力來代替。其結(jié)果是,在高的膜的壓力失去平衡的低壓力,以及區(qū)域一體化壓力產(chǎn)生的凈負荷支撐力。潤滑是那么的多micro pockets貢獻的總和。</p><p> 第二個是入口粗糙度由T
56、ender鎮(zhèn)強調(diào)的幾何特征(6)。其基本原理是可能性產(chǎn)生通過去除材料的等效階躍或斜坡從形式的入口人為的,量身定制的,或加工粗糙度。這意味著,在入口瑞利步驟或楔效應(yīng)必須配備有用于產(chǎn)生壓力。</p><p> 第三是入口吸入Clair-物理現(xiàn)象由Fowl等田間。 (3)。對于一個滑動槽平行軸承,當(dāng)潤滑劑穿過入口地流到達發(fā)散槽的入口,一個子環(huán)境壓力將產(chǎn)生在凹槽中。因為此壓力低于外部環(huán)境壓力,潤滑劑被吸入到軸承以形成動
57、水壓力,以及作為負載的支持。</p><p> 上述三個觀點似乎不同,但可以在targeted以下面的方式。對于兩個平行平面的表面,可以不產(chǎn)生流體動壓力。一旦入口粗糙的特點,入口吸入或夾帶能采取基于等效臺階或斜坡效應(yīng)。該quasiantisymmetric壓力是由進氣吸入引起,并區(qū)集成這種壓力產(chǎn)生的凈負載能力。</p><p><b> 9 結(jié)論</b></
58、p><p> 該基思空化算法是傳統(tǒng)上用于滑動軸承的分析。與已發(fā)表的分析解決方案相比,本文驗證了理論的表面紋理平行的軸承應(yīng)用。使用這種算法的數(shù)值評價,得出以下結(jié)論可以得出:</p><p> 對于一個給定的潤滑劑,滑動速度和最小膜厚,以下是影響潤滑的因素表現(xiàn),如氣穴壓力,入口長度,槽號碼和紋理圖案。當(dāng)空化發(fā)生時,空化算法的結(jié)果是正確的,而那個的經(jīng)典雷諾茲條件是不正確的。在這種情況下,基思算法
59、是不帶紋理的溝槽深度敏感。確定了三個必要因素產(chǎn)生平行軸承的動水壓力。他們是入口粗糙,進氣吸力和準(zhǔn)反對稱整合。</p><p><b> 10致謝</b></p><p> 這項研究是由財政對自然科學(xué)的支持中國的(編號:50875136)和程序的新基礎(chǔ)世紀(jì)優(yōu)秀中國大學(xué)(NCET-07-0474)的人才。作者感謝馬克Fowell博士和匿名審稿人原檢測錯誤稿件和提出改進
60、建議。</p><p><b> 11參考文獻</b></p><p> [1] Brizmer, V., Kligerman, Y., and Etsion, I. (2003), “A Laser Surface Tex-tured Parallel Thrust Bearing,” Tribology Transactions, 46(3), pp 397-
61、403.</p><p> [2] Hamilton, D. B., Halowit, J. A., and Allen, C. M. (1966), “A Theory ofLubrication by Microirregularities,” Journal of Basic Engineering, 88,pp177-185.</p><p> [3]Fowell, M., O
62、lver, A. V and Gosman, A. D.et al. (2007), “Entrainmentand Inlet Suction: Two Mechanisms of Hydrodynamic Lubrication in Tex-tured Bearings,” Journal of Tribology, 129, pp 336-347.</p><p> [4] Tønder, K
63、. (1996), “Dynamics of Rough Slider Bearings Effects of One-Sided Roughness/Waviness,” Tribology International, 29(2), pp 177-122.</p><p> [5] Tønder, K. (2001), “Inlet Roughness Tribodevices: Dynamic
64、Coef?cientsand Leakage,” Tribology International, 34(12), pp 847-852.</p><p> [6]Tønder, K. (2004), “Hydrodynamic Effects of Tailored Inle Roughnesses:Extended Theory,” Tribology International, 37, pp
65、137-142.</p><p> [7] Etsion, I. (2005), “State of the Art in Laser Surface Texturing,” ASMEJournal of Tribology, 127, pp 248-253.</p><p> [8] Ryk, G., Kligerman, Y., and Etsion, I. (2002), “Ex
66、perimental Investigationof Laser Surface Texturing for Reciprocating Automotive Components,”Tribology Transactions, 45(4), pp 444-449.</p><p> [9] Olver, A. V., Fowell, M. T., Spikes, H. A., Pegg, I. G. (20
67、06), “‘In-let Suction,’ a Load Support Mechanism in Non-Convergent, Pocketed,Hydrodynamic Bearings,” Proceedings of the Institution of Mechani-cal Engineers—Part J: Journal of Engineering Tribology, 220, pp 105-108.</
68、p><p> [10] Fowell, M., Olver, A. V., Pegg, I. G., Spikes, H. A. (2006), “TwoMechanisms of Hydrodynamic Lubrication in TextureBearings,”STLE/ASME 2006 International Joint Tribology Conference, SanAntonio,TX, 2
69、2-25 October 2006, p 511-512.</p><p> [11] Reynolds, O. (1886), “On the Theory of Lubrication and Its Applicationto Beauchamp Tower’s Experiments, Including an Experimental Deter-minations of the Viscosity
70、of Olive Oil,” Philosophical Transactions of theRoyal Society of London - Series. A, 177, pp 157-233.</p><p> [12]Dowson, D. and Taylor, C. M. (1979), “Cavitation in Bearings,” AnnualReview of Fluid Mechani
71、cs, 11, pp 35-65.</p><p> [13] Rowe, W. B. and Chong, F. S. (1984), “A Computational Algorithm forCavitating Bearings: Requirement of Boundary Conditions Which Satisfythe Principle of Mass Conservation,” Tr
72、ibology international, 17(5), pp243-250.</p><p> [14]Christopherson, D. G. (1941), “A New Mathematical Method for the So-lution of Film Lubrication Problems,” Proceedings of the Institution ofMe-chanical En
73、gineers, 146, pp 126-135.</p><p> [15] Jakobsson, B. and Floberg, L. (1957), “The Finite Journal Bearing Consid-ering Vaporization, Transactions of Chalmers University of Technology,Gunthenberg, Sweden, No.
74、 190.</p><p> [16] Olsson, K. O. (1965), “Cavitation in Dynamically Loaded Bearing,” Trans-actions of Chalmers University of Technology, Guthenberg, Sweden, No.308.</p><p> [17] Elrod, H. G. (
75、1981), “A Cavitation Algorithm,” Journal of LubricationTechnology, 103, pp 350-354.</p><p> [18] Vijayaraghavan, D. and Keith, T. G. (1989), “Development and Evalua-tion of a CavitationAlgorithm,” Tribology
76、 Transactions, 32(2), pp 225-233.</p><p> [19] Vijayaraghavan, D. and Keith, T. G. (1990), “An Ef?cient, Robust andTime Accurate Numerical Scheme Applied to a Cavitation Algorithm,”ASME Journal of Tribology
77、, 112(1), pp 44-51.(20) Ausas, R., Ragot, P., Leiva, J., Jai, M., Bayada, G., and Buscaglia, G. C.(2007), “The Impact of the Cavitation Model in the Analysis of Microtex-tured Lubricated Journal Bearings,” ASME Journal o
78、f Tribology, 129,pp868-875.</p><p> [20]Elrod, H. G. and Adams, M. L. (1974), “A Computer Program for Cav-itation and Starvation Problems,” Cavitation and Related Phenomena inLubrication, Mechanical Enginee
79、ring Publications.(22) Ausas, R. F., Jai, M., and Buscaglia, G. C. (2009), “A Mass-ConservingAlgorithm for Dynamical Lubrication Problems with Cavitation,” ASMEJournal of Tribology, 131, pp 031702.</p><p>
80、[21] Lebeck, A. O. (1991), Principles and Design ofMechanical Face Seals,Wi-ley: New York.(24) Woods, C. M. and Brewe, D. E. (1989), “The Solution of the Elrod Algo-rithm for a Dynamically Loaded Journal Bearing Using Mu
81、ltigrid Tech-niques,” ASME Journal of Tribology, 111, pp 302-308.</p><p> [22] Qiu, Y. and Khonsari, M. M. (2009), “On the Prediction of Cavitation inDimples Using a Mass-Conservative Algorithm,” ASME Journ
溫馨提示
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