本文關(guān)鍵詞：木陶瓷多孔隙結(jié)構(gòu)的流體動(dòng)壓潤滑研究

  更多相關(guān)文章： 木陶瓷 流體動(dòng)壓潤滑 多孔結(jié)構(gòu) 表征

【摘要】：隨著木陶瓷制備工藝的不斷完善,木陶瓷的機(jī)械性能得到了較大的提高,具有孔隙結(jié)構(gòu)的木陶瓷作為特殊工況下滑動(dòng)零部件制造用基材的研究顯得尤為重要。針對目前對木陶瓷的研究主要集中在不同制備工藝下的木陶瓷物理力學(xué)性能,而涉及到其動(dòng)壓潤滑性能較少且都是實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,單從木陶瓷特殊的孔隙結(jié)構(gòu)上來研究的更少。本文的主要研究內(nèi)容如下：(1)通過現(xiàn)有的工藝技術(shù)制備木陶瓷試樣,獲取木陶瓷電鏡掃描下的多孔隙結(jié)構(gòu)SEM圖,運(yùn)用MATLAB里的圖像處理工具箱以及統(tǒng)計(jì)學(xué)理論對木陶瓷的孔隙結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行量化,進(jìn)行灰度顯示、直方圖均衡化等獲取清晰的木陶瓷孔隙結(jié)構(gòu)灰度圖,分別對其孔隙結(jié)構(gòu)周長和面積以及面積占有率表征,獲得了對多孔隙材料的表征方法；(2)基于其孔隙結(jié)構(gòu)特征建立木陶瓷微凹坑的流體動(dòng)力學(xué)方程即通過壓力控制方程與潤滑膜膜厚方程聯(lián)立得到壓力分布方程,確定了適合于木陶瓷孔隙結(jié)構(gòu)特征方程的邊界條件；(3)利用FLUENT,取一組幾何參數(shù)值分別建立了表征木陶瓷孔隙結(jié)構(gòu)的三維微凹坑模型：單個(gè)圓柱形微凹坑控制單元模型、單個(gè)月牙形微凹坑控制單元模型、圓柱形與月牙形微凹坑的陣列控制單元模型。通過劃分模型的流體網(wǎng)格,設(shè)定求解條件做流場分析,分別輸出三個(gè)模型內(nèi)外流場區(qū)域內(nèi)的流動(dòng)情況以及壓力分布。得到了不同單微凹坑的結(jié)構(gòu)參數(shù)下的動(dòng)壓以及速度分布,每一個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)對動(dòng)壓分布都存在顯著影響；基于圓柱形與月牙形微凹坑的陣列控制單元模型,改變影響其動(dòng)壓潤滑性能的因素(如面積占有率及孔隙結(jié)構(gòu)凹坑半徑及孔隙結(jié)構(gòu)的凹坑深度),獲取了不同幾何參數(shù)下的動(dòng)壓分布,分析得到了木陶瓷結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)對動(dòng)壓潤滑性能的影響規(guī)律。終上所述,本文從木陶瓷的孔隙結(jié)構(gòu)出發(fā),對木陶瓷幾何特征參數(shù)如孔徑、孔深、面積占有率進(jìn)行表征,并且針對不同幾何參數(shù)下的孔隙結(jié)構(gòu)的流體動(dòng)壓進(jìn)行研究,得出不同木陶瓷幾何特征參數(shù)下的流體動(dòng)壓分布及其結(jié)構(gòu)特征參數(shù)對流體動(dòng)壓的影響關(guān)系,可以指導(dǎo)木陶瓷的制備。
【關(guān)鍵詞】：木陶瓷 流體動(dòng)壓潤滑 多孔結(jié)構(gòu) 表征
【學(xué)位授予單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ174.1;TH117
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 選題背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展10-14
• 1.2.1 從制備工藝的角度10
• 1.2.2 從潤滑條件與強(qiáng)化處理技術(shù)的角度10-11
• 1.2.3 從孔隙結(jié)構(gòu)角度11-14
• 1.3 主要研究內(nèi)容14-16
• 2 木陶瓷孔隙結(jié)構(gòu)表征16-31
• 2.1 木陶瓷試樣制備以及電鏡掃描16-18
• 2.2 SEM圖像處理18-23
• 2.2.1 用imshow函數(shù)顯示圖像18-19
• 2.2.2 用histep函數(shù)處理圖像直方圖均衡化19-22
• 2.2.3 獲取清晰的木陶瓷多孔隙結(jié)構(gòu)灰度圖22-23
• 2.3 孔隙結(jié)構(gòu)表征23-30
• 2.3.1 孔隙結(jié)構(gòu)的像素表征23-27
• 2.3.2 孔隙結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)表征27-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 3 木陶瓷流體動(dòng)壓潤滑數(shù)值模型的建立及邊界條件31-40
• 3.1 流體連續(xù)方程和動(dòng)力學(xué)方程31-32
• 3.2 基于木陶瓷孔隙幾何特征參數(shù)的流體動(dòng)力學(xué)方程的建立32-38
• 3.2.1 木陶瓷孔隙結(jié)構(gòu)流體動(dòng)壓形成機(jī)理32-34
• 3.2.2 木陶瓷孔隙結(jié)構(gòu)控制單元格34
• 3.2.3 木陶瓷孔隙結(jié)構(gòu)的潤滑膜壓力控制方與膜厚方程34-38
• 3.3 木陶瓷潤滑膜壓力分布控制方程的邊界條件38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 4 木陶瓷單微孔的動(dòng)壓流場分布40-55
• 4.1 木陶瓷單微孔流場模型建立與求解41-50
• 4.1.1 創(chuàng)建流場幾何模型41-42
• 4.1.2 單微孔流體網(wǎng)格劃分42-47
• 4.1.3 單微孔流場解算求解及后處理47-48
• 4.1.4 流場云圖48-50
• 4.2 木陶瓷單微孔流場動(dòng)壓分布50-53
• 4.3 本章小結(jié)53-55
• 5 木陶瓷孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)對微孔系內(nèi)的動(dòng)壓分布影響55-66
• 5.1 木陶瓷流體動(dòng)壓潤滑模型建立55-57
• 5.1.1 圓柱形與月牙形微凹坑陣列流體網(wǎng)格劃分55-56
• 5.1.2 模型結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)值設(shè)定56-57
• 5.2 木陶瓷幾何參數(shù)取值變化對壓力分布的影響57-65
• 5.2.1 木陶瓷凹坑面積占有率57-60
• 5.2.2 木陶瓷凹坑深徑比60-62
• 5.2.3 木陶瓷凹坑分布62-65
• 5.3 木陶瓷孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)對其動(dòng)壓潤滑性能的影響65
• 5.4 本章小結(jié)65-66
• 6 總結(jié)與展望66-69
• 6.1 總結(jié)66
• 6.2 展望66-69
• 參考文獻(xiàn)69-75
• 附錄75-76
• 致謝76

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本文編號：643050