液壓缸中活塞-缸筒摩擦副的摩擦系數(shù)大小直接影響到整個液壓系統(tǒng)的工作效率,因此提高液壓缸的潤滑特性,對液壓系統(tǒng)顯得尤為重要。表面織構(gòu)作為一種可以顯著改善表面摩擦學(xué)性能的方法,目前已經(jīng)得到了一定程度的應(yīng)用,如內(nèi)燃機(jī)缸筒內(nèi)壁的珩磨條紋能有效的改善其工作效率。本文將引用表面織構(gòu)技術(shù)到液壓缸缸筒-活塞摩擦副中進(jìn)行動壓潤滑分析,為實現(xiàn)液壓缸高速化提供新的理論與技術(shù)依據(jù)。為了系統(tǒng)全面地研究表面織構(gòu)的減摩規(guī)律,尋求液壓缸具體工況和潤滑條件下的最優(yōu)織構(gòu)參數(shù),本文做了如下工作:(1)對表面織構(gòu)進(jìn)行形貌設(shè)計與數(shù)值求解。對表面織構(gòu)的形貌建模,設(shè)計了條狀、圓形、正方形和十字形織構(gòu)。采用Reynolds方程對單個凹坑表面織構(gòu)單元進(jìn)行求解,得到各種形貌的壓力分布圖、油膜承載力、摩擦力以及摩擦系數(shù)。對比不同形貌表面織構(gòu)的動壓潤滑特性,得出最優(yōu)形狀為條狀凹坑織構(gòu)。(2)非對稱型織構(gòu)的動壓潤滑特性研究。非對稱型織構(gòu)在一定的條件下比對稱凹坑織構(gòu)有更好的動壓潤滑性能,非對稱織構(gòu)形狀固定時,承載力與速度成線性關(guān)系,并且隨著速度增加,承載力也增大。(3)織構(gòu)化間隙密封液壓缸動壓潤滑性能研究。將表面織構(gòu)引入液壓缸間隙密封中,通過對整個環(huán)形間隙密封流場進(jìn)行仿真模擬,得到環(huán)形凹坑在中間分布時的摩擦系數(shù)最小。(4)設(shè)計并進(jìn)行織構(gòu)缸的摩擦性能試驗。對四種不同組合形式的缸筒-活塞摩擦副進(jìn)行試驗研究,得出選用合理的缸筒-活塞的組合形式,摩擦系數(shù)的減幅超過50%。選用相同的活塞時,織構(gòu)化缸筒有得較小的摩擦系數(shù),取得更好的潤滑特性。
【學(xué)位單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TH137.51
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 表面織構(gòu)技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 仿生織構(gòu)的發(fā)展與應(yīng)用
        1.2.2 國內(nèi)外表面織構(gòu)研究與發(fā)展
        1.2.3 表面織構(gòu)的加工方式
        1.2.4 織構(gòu)液壓缸的研究現(xiàn)狀
    1.3 課題的來源及研究內(nèi)容
        1.3.1 課題來源
        1.3.2 研究內(nèi)容
第2章 表面織構(gòu)的形貌設(shè)計
    2.1 表面織構(gòu)的流場域模型
        2.1.1 幾何模型的簡化方法
        2.1.2 不同形貌的流域模型
    2.2 Reynolds方程
        2.2.1 Reynolds方程的基本假設(shè)
        2.2.2 邊界條件
    2.3 表面織構(gòu)的求解計算
        2.3.1 膜厚方程的建立
        2.3.2 控制方程與膜厚方程的無量綱化
        2.3.3 織構(gòu)摩擦學(xué)特性計算
        2.3.4 CFD計算流程
        2.3.5 數(shù)值解法
    2.4 計算與結(jié)果分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 非對稱模型動壓潤滑性能
    3.1 FLUENT軟件求解過程
        3.1.1 前處理器
        3.1.2 求解器
        3.1.3 后處理器
    3.2 非對稱型織構(gòu)模型及參數(shù)設(shè)置
        3.2.1 物理模型的建立
        3.2.2 織構(gòu)流場網(wǎng)格劃分
        3.2.3 仿真模型參數(shù)設(shè)置
    3.3 仿真結(jié)果分析
        3.3.1 非對稱織構(gòu)潤滑效應(yīng)分析
        3.3.2 表面形貌對織構(gòu)承載力的影響
        3.3.3 壁面運動速度對織構(gòu)承載力的影響
        3.3.4 運動方向?qū)棙?gòu)承載力的影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 織構(gòu)化間隙密封流場仿真分析
    4.1 間隙流場的網(wǎng)格劃分
    4.2 間隙流場的仿真與結(jié)果討論
        4.2.1 不同表面形貌間隙流場壓力分布
        4.2.2 間隙流場的摩擦學(xué)特性
    4.3 本章小結(jié)
第5章 織構(gòu)化變間隙密封液壓缸實驗研究
    5.1 實驗平臺的搭建
    5.2 實驗測試方案
    5.3 數(shù)據(jù)分析與結(jié)論
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間科研成果
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目

【參考文獻(xiàn)】

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2 魏偉;;溝槽型表面織構(gòu)分布形式對機(jī)械密封特性的影響[J];安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2016年01期

3 萬軼;李建亮;熊黨生;;滑動速度對織構(gòu)化表面潤滑狀態(tài)的影響[J];中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2015年12期

4 余廣;曾良才;毛陽;盧艷;;液壓缸活塞表面微條紋織構(gòu)摩擦性能數(shù)值分析[J];武漢科技大學(xué)學(xué)報;2015年06期

5 王靜秋;王曉雷;;表面織構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計的研究回顧及展望[J];機(jī)械工程學(xué)報;2015年23期

6 湛從昌;鄧江洪;陳奎生;;低摩擦高頻響變間隙密封液壓缸研究[J];機(jī)械工程學(xué)報;2015年24期

7 王勁孚;錢煒;熊磊;王丹;;表面織構(gòu)排布形式對其潤滑特性的影響[J];潤滑與密封;2015年04期

8 張玉周;;表面織構(gòu)化改善摩擦學(xué)性能研究綜述[J];成都大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年01期

9 尹必峰;盧振濤;劉勝吉;符永宏;王勻;;缸套表面織構(gòu)潤滑性能理論及試驗研究[J];機(jī)械工程學(xué)報;2012年21期

10 周元凱;朱華;唐瑋;張文謙;;往復(fù)運動下圓凹坑形表面織構(gòu)減摩性能研究[J];潤滑與密封;2012年03期

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2 尹必峰;內(nèi)燃機(jī)關(guān)鍵摩擦副表面微織構(gòu)潤滑與摩擦機(jī)理及應(yīng)用研究[D];江蘇大學(xué);2011年

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本文編號：2851779