论文部分内容阅读
滑动轴承在高速运转条件下，润滑介质发热有可能导致轴承的热变形甚至卡死失效。通过改变摩擦副表面的润湿性和微观形貌来改善表面摩擦学性能，是目前相关领域的研究热点。已有的研究表明：在轴瓦内表面不同位置进行亲疏水处理及合理的表面织构设计对摩擦副的润滑性能影响较大。表面润湿性是通过影响固液界面作用来影响滑移特性的，特殊润湿性表面应该考虑界面滑移，而滑移在轴瓦表面的分布位置对轴承润滑性能的影响还有待于研究。微织构使得润滑流场存在间隙突变导致润滑流体产生空化现象，而雷诺模型大大低估了空化区域，过估了摩擦扭矩，织构化表面润滑性能的计算应采用空化模型。 本文结合极限剪应力滑移模型和CFD软件中的空化模型，采用五点差分法和计算流体动力学软件，计算织构及界面滑移的分布规律对滑动轴承润滑性能的影响，并对表面微织构产生的空化效应进行研究，主要内容及结论如下： (1)分析了界面滑移产生的机理及不同滑移模型的特点，建立了基于极限剪应力的轴承润滑计算模型，采用五点差分法求解润滑方程。研究结果表明，界面滑移的分布方式显著影响着轴承的润滑性能，并且滑移分布在油膜压力上升区域时可以提高轴承的承载力，减小摩擦力。 (2)建立了考虑空化效应的织构化轴承计算模型，采用Fluent软件进行计算，研究织构引起的空化及织构的分布形式对摩擦学性能的影响。结果表明，空化效应对润滑性能的影响较明显，在轴瓦表面润滑膜高压区构造微织构，可以增强润滑流体的动压效应。 (3)在流体润滑状态下，采用CFD计算流体动力学软件进行计算，研究织构化表面滑移及空化对润滑性能的综合影响。结果表明，织构形状及几何特征影响润滑性能，在本文计算范围内，球缺面织构形成的动压效应较明显；适当的增加织构的宽度，减小其深度有利于改善润滑性能；织构化表面润滑性能的计算应同时考虑界面滑移及润滑流体空化效应的影响。