本文關(guān)鍵詞：微接觸區(qū)域擠壓油膜流動(dòng)行為的SPH數(shù)值模擬研究

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【摘要】：軸承作為機(jī)械設(shè)備重要的零部件,它的使用壽命和工作性能對于機(jī)械設(shè)備是否能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)影響非常大。尤其是隨著機(jī)械設(shè)備更加精密、轉(zhuǎn)速更高以及承載能力更強(qiáng),這就對于軸承性能的要求更加嚴(yán)格,這就要求軸承具有高速轉(zhuǎn)動(dòng)以及承載能力大的特點(diǎn)。軸承潤滑是影響軸承性能的一個(gè)關(guān)鍵因素,良好的潤滑能夠提高軸承的承載能力以及使用壽命,這是機(jī)械設(shè)備能夠正常運(yùn)行的重要保障。因此,軸承的潤滑受到人們的普遍關(guān)注。實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬是研究軸承運(yùn)動(dòng)特性以及進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的主要途徑。然而實(shí)驗(yàn)研究方法通常受到操作、外部環(huán)境等因素的影響,可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果的偏差。數(shù)值模擬方法是一種排除各種人為、外界因素影響的研究方法,越來越多的研究人員通過模擬的方法來進(jìn)行軸承潤滑機(jī)理的研究。目前,大多數(shù)模擬都是通過有限元仿真軟件進(jìn)行分析計(jì)算的,對于一些簡單的結(jié)構(gòu)方面的分析,這種方法尚可,但是對于流體動(dòng)力學(xué)方面的分析,如果使用這種方法,由于流體流動(dòng)的任意性,在計(jì)算的時(shí)候需要在每一個(gè)時(shí)間步長對分析模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分重新計(jì)算,在這個(gè)過程中可能會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)格的扭曲變形以及突變,導(dǎo)致分析結(jié)果不準(zhǔn)確。因此有限元法對于高速碰撞、大變形以及自由表面流等非線性問題的解決有一定的局限性。為了能夠更好的解決這一問題,需要尋求新的方法來解決這一類復(fù)雜的非線性流問題。光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)是基于拉格朗日的一種無網(wǎng)格粒子法,它的優(yōu)勢在于沒有固定的網(wǎng)格來將節(jié)點(diǎn)連接起來,而是由一系列具有獨(dú)立屬性的單個(gè)粒子聯(lián)系起來,并且在一系列方程的控制下進(jìn)行模擬計(jì)算的。本文主要應(yīng)用光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)(Smoothed Particle Hydrodynamics-SPH)方法的基本理論對軸承微接觸區(qū)域擠壓油膜的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行離散,將油膜粒子分解為單個(gè)粒子,這些粒子攜帶者各自的質(zhì)量、密度、速度、粘度、內(nèi)能等物理屬性,并且在控制方程的約束下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。離散后的油膜與真實(shí)情況下的油膜一致。因此能夠較為準(zhǔn)確的描述擠壓油膜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。本文通過應(yīng)用SPH方法對微接觸區(qū)域主要進(jìn)行以下幾方面的研究:1.根據(jù)簡化的軸承幾何模型建立它的數(shù)學(xué)模型,然后基于SPH方法的基本理論并結(jié)合Navier-Stokes方程,利用C語言研發(fā)了考慮油膜非線性流動(dòng)行為的數(shù)值分析軟件,然后對特殊的微接觸區(qū)域擠壓油膜流動(dòng)行為進(jìn)行了適當(dāng)?shù)暮喕⒔⒘薙PH數(shù)值計(jì)算模型。2.根據(jù)建立的SPH數(shù)值計(jì)算模型,選擇合適的控制方程,對模型進(jìn)行計(jì)算分析。探討擠壓油膜的粘度對微接觸區(qū)域在充分富油條件下的擠壓油膜流動(dòng)特性的影響。3.在充分富油潤滑狀態(tài)下改變油膜粘度,分析了油膜粘度對微接觸區(qū)域擠壓油膜壓強(qiáng)和速度的影響規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：光滑粒子流體動(dòng)力學(xué) 擠壓油膜 非線性流動(dòng)性為 潤滑狀態(tài) 微接觸區(qū)域
【學(xué)位授予單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH133.3;TH117
【目錄】：

• 摘要2-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-17
• 1.1 國內(nèi)外研究進(jìn)展和現(xiàn)狀8-10
• 1.2 SPH方法研究現(xiàn)狀及應(yīng)用10-11
• 1.3 SPH方法的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.4 SPH方法在數(shù)值模擬問題中的應(yīng)用13-15
• 1.5 本文的研究背景15-16
• 1.6 本文的主要工作16-17
• 第二章 SPH方法的基本理論研究17-31
• 2.1 SPH方法的概述17-21
• 2.1.1 SPH方法的基本思想17-18
• 2.1.2 SPH方法的基本方程18-21
• 2.2 SPH方法中幾個(gè)關(guān)鍵概念21-31
• 2.2.1 光滑函數(shù)21-25
• 2.2.2 支持域與影響域25-27
• 2.2.3 光滑長度27-28
• 2.2.4 人工粘性28-31
• 第三章 廣義流體動(dòng)力學(xué)中光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)方法的應(yīng)用31-41
• 3.1 Lagrange型的Navier-Stokes方程31-32
• 3.2 納維-斯托克斯方程的SPH描述32-34
• 3.2.1 密度的SPH描述32-33
• 3.2.2 動(dòng)量的SPH描述33
• 3.2.3 能量方程的SPH描述33-34
• 3.3 SPH方法在流體動(dòng)力學(xué)中的關(guān)鍵因子34-41
• 3.3.1 邊界處理34-35
• 3.3.2 粒子的初始配置35-36
• 3.3.3 最近相鄰粒子搜索法36-38
• 3.3.4 時(shí)間積分38-41
• 第四章 SPH程序結(jié)構(gòu)和算例驗(yàn)證41-46
• 4.1 計(jì)算方法41
• 4.2 程序流程圖41-42
• 4.3 算例驗(yàn)證42-46
• 第五章 微接觸區(qū)域擠壓油膜SPH數(shù)值模擬研究46-56
• 5.1 潤滑油油膜的SPH建模46-47
• 5.2 初始條件和計(jì)算區(qū)域設(shè)置47-48
• 5.3 相同粘度下油膜的數(shù)值模擬研究48-53
• 5.4 不同粘度下擠壓油膜數(shù)值模擬分析53-55
• 5.5 數(shù)值模擬結(jié)果討論55-56
• 第六章 結(jié)論、創(chuàng)新與展望56-58
• 6.1 結(jié)論56
• 6.2 創(chuàng)新點(diǎn)56
• 6.3 存在的問題與進(jìn)一步工作的展望56-58
• 參考文獻(xiàn)58-63
• 論文發(fā)表和學(xué)術(shù)活動(dòng)63-64
• 致謝64-65

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 湖南省軸承防銹質(zhì)量檢查組;湖南省軸承防銹質(zhì)量檢查總結(jié)[J];軸承;1977年Z1期

2 M.J.Durella ,王心明;發(fā)動(dòng)機(jī)軸承[J];國外內(nèi)燃機(jī)車;1977年03期

3 肖成定;;劣質(zhì)風(fēng)扇軸承的改造[J];家電檢修技術(shù);2008年22期

4 董av冿;;滑R罩岢械膐d滑，

本文編號：987661