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(gè)液壓系統(tǒng)的工作效率,因此提高液壓缸的潤(rùn)滑特性,對(duì)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(dòng)壓潤(rùn)滑分析,為實(shí)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(rùn)滑條件下的最優(yōu)織構(gòu)參數(shù),本文做了如下工作:(1)對(duì)表面織構(gòu)進(jìn)行形貌設(shè)計(jì)與數(shù)值求解。對(duì)表面織構(gòu)的形貌建模,設(shè)計(jì)了條狀、圓形、正方形和十字形織構(gòu)。采用Reynolds方程對(duì)單個(gè)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(duì)比不同形貌表面織構(gòu)的動(dòng)壓潤(rùn)滑特性,得出最優(yōu)形狀為條狀凹坑織構(gòu)。(2)非對(duì)稱型織構(gòu)的動(dòng)壓潤(rùn)滑特性研究。非對(duì)稱型織構(gòu)在一定的條件下比對(duì)稱凹坑織構(gòu)有更好的動(dòng)壓潤(rùn)滑性能,非對(duì)稱織構(gòu)形狀固定時(shí),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(dòng)壓潤(rùn)滑性能研究。將表面織構(gòu)引入液壓缸間隙密封中,通過(guò)對(duì)整個(gè)環(huán)形間隙密封流場(chǎng)進(jìn)行仿真模擬,得到環(huán)形凹坑在中間分布時(shí)的摩擦系數(shù)最小。(4)設(shè)計(jì)并進(jìn)行織構(gòu)缸的摩擦性能試驗(yàn)。對(duì)四種不同組合形式的缸筒-活塞摩擦副進(jìn)行試驗(yàn)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(guò)50%。選用相同的活塞時(shí),織構(gòu)化缸筒有得較小的摩擦系數(shù),取得更好的潤(rùn)滑特性。
【學(xué)位單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)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(guó)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(guó)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(lái)源及研究?jī)?nèi)容
        1.3.1 課題來(lái)源
        1.3.2 研究?jī)?nèi)容
第2章 表面織構(gòu)的形貌設(shè)計(jì)
    2.1 表面織構(gòu)的流場(chǎng)域模型
        2.1.1 幾何模型的簡(jiǎn)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(jì)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(wú)量綱化
        2.3.3 織構(gòu)摩擦學(xué)特性計(jì)算
        2.3.4 CFD計(jì)算流程
        2.3.5 數(shù)值解法
    2.4 計(jì)算與結(jié)果分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 非對(duì)稱模型動(dòng)壓潤(rùn)滑性能
    3.1 FLUENT軟件求解過(guò)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(duì)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(chǎng)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(duì)稱織構(gòu)潤(rùn)滑效應(yīng)分析
        3.3.2 表面形貌對(duì)織構(gòu)承載力的影響
        3.3.3 壁面運(yùn)動(dòng)速度對(duì)織構(gòu)承載力的影響
        3.3.4 運(yùn)動(dòng)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(chǎng)仿真分析
    4.1 間隙流場(chǎng)的網(wǎng)格劃分
    4.2 間隙流場(chǎng)的仿真與結(jié)果討論
        4.2.1 不同表面形貌間隙流場(chǎng)壓力分布
        4.2.2 間隙流場(chǎng)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(shí)驗(yàn)研究
    5.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建
    5.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)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(xiàng)目

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2851779