運用仿生學(xué)原理對摩擦副進行結(jié)構(gòu)設(shè)計以實現(xiàn)其自補償潤滑,有助于拓寬摩擦學(xué)技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用范圍和功能部件的開發(fā)。本文探討了多相潤滑膠體孔-楔效應(yīng)及其微循環(huán)機理,并以此為基礎(chǔ)開展了孔結(jié)構(gòu)特性及潤滑膠體在孔胞中流動的充要條件研究,建立了其流變模型,分析了壁滑移對其流變特性的影響。研究表明：孔中孔道端壓差的存在是實現(xiàn)潤滑劑流動的必要性條件；且孔道半徑越小,流動阻力越大；潤滑劑的剪切稀化將在孔壁處產(chǎn)生一壁滑移層,壁滑移作用可有助于改善潤滑劑在孔中的流動性。為了提高磁流潤滑膠體的承載穩(wěn)定性,建立了用于描述膠體構(gòu)成相分布的二相楔滑模型,導(dǎo)出了該模型的求解辦法,并對其進行了仿真驗證性研究。結(jié)果表明：模型中構(gòu)建的漂移抑制角和橫向膨脹抑制角可有效地表征膠體中發(fā)生相漂移的變化趨勢,推導(dǎo)出的膠體的最佳穩(wěn)定組分體積比可用于指導(dǎo)多相潤滑膠體的組分優(yōu)化設(shè)計為了實現(xiàn)磁流潤滑膠體在多孔摩擦副界面的可控潤滑,建立了其在孔中傳輸?shù)男拚鼴ernoulli方程和在摩擦界面間的Reynolds方程,并開展了相關(guān)靜力學(xué)實驗。研究表明：磁流體在孔中的靜態(tài)抬升高度主要由外磁場強度和孔道本身決定,與膠體中的磁粒子含量無關(guān)；頂部熱源對磁流體從... 

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：145 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
主要符號表
第1章 引言
    1.1 潤滑自補償技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.1.1 固體自潤滑補償研究
        1.1.2 潤滑膜自補償潤滑研究
        1.1.3 仿生自補償潤滑研究
    1.2 多相潤滑膠體的摩擦學(xué)性能研究現(xiàn)狀
    1.3 多相流體在管道中的流動特性研究現(xiàn)狀
    1.4 磁流體的摩擦學(xué)應(yīng)用研究現(xiàn)狀
        1.4.1 應(yīng)用理論研究方面
        1.4.2 影響因素研究方面
    1.5 課題研究的背景
    1.6 課題研究的目的、意義及內(nèi)容
        1.6.1 課題研究的目的和意義
        1.6.2 課題來源
        1.6.3 課題研究的內(nèi)容與擬解決的關(guān)鍵問題
        1.6.4 課題研究的技術(shù)路線
        1.6.5 本文的寫作框架
第2章 磁流微循環(huán)潤滑可控設(shè)計及其孔-楔效應(yīng)分析
    2.1 微循環(huán)潤滑可控設(shè)計原理
    2.2 微循環(huán)潤滑的孔效應(yīng)
        2.2.1 穩(wěn)定承載時力平衡分析
        2.2.2 孔口處受剪切負壓及膠體形變分析
        2.2.3 孔中潤滑膠體對界面摩擦熱的響應(yīng)
    2.3 微循環(huán)潤滑的楔效應(yīng)
    2.4 孔-楔耦合微循環(huán)自補償潤滑機理
    2.5 本章小結(jié)
第3章 多相潤滑膠體在孔中的流變特性及其傳輸模型
    3.1 孔中膠體的流動形成條件
    3.2 膠體在孔道中的梯度流特性
        3.2.1 梯度流層間剪切應(yīng)力方程
        3.2.2 梯度流層間剪切速率方程
        3.2.3 梯度流膠體柱端面形貌曲線方程
    3.3 壁滑移機理及其對流變特性的影響
    3.4 多相潤滑膠體在孔道中的傳輸模型
    3.5 模型驗證與討論
    3.6 本章小結(jié)
第4章 多相潤滑膠體在非均布應(yīng)力下的穩(wěn)定性模型及其算法
    4.1 非均布應(yīng)力下的最小熵理論
    4.2 模型的構(gòu)建
        4.2.1 二相楔滑胞元
        4.2.2 膠體在剛性槽中穩(wěn)定流動時的力平衡分析
        4.2.3 討論
    4.3 模型的應(yīng)用性求解
        4.3.1 尖鋒應(yīng)力下的相漂移
        4.3.2 梯度面應(yīng)力下的相漂移
    4.4 模型的應(yīng)用與驗證
        4.4.1 管內(nèi)潤滑脂的模型的描述
        4.4.2 潤滑脂內(nèi)組分分布的仿真分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 磁流潤滑膠體的制備工藝研究
    5.1 磁膠粒的可潤滑性分析
    5.2 磁流潤滑膠體的組分設(shè)計
    5.3 磁流潤滑膠體的制備工藝
    5.4 磁流潤滑膠體的磁效應(yīng)測試
    5.5 本章小結(jié)
第6章 磁效應(yīng)對磁流潤滑膠體的孔傳輸影響研究
    6.1 磁流潤滑膠體的磁感應(yīng)
    6.2 磁流潤滑膠體在孔中流動的Bernoulli方程
    6.3 磁流潤滑膠體在孔中的靜力學(xué)行為分析
    6.4 磁流潤滑膠體在孔壓差下的流動方程
    6.5 外磁場對磁流潤滑膠體在孔中流動的影響實驗
        6.5.1 實驗設(shè)計
        6.5.2 實驗結(jié)果分析與討論
    6.6 本章小結(jié)
第7章 磁流潤滑膠體的孔-楔耦合界面成膜機理研究
    7.1 磁流潤滑膜的動力學(xué)描述
    7.2 磁流潤滑膠體動壓潤滑方程的求解
        7.2.1 在圓周方向上
        7.2.2 在膜厚方向上
1,R2)區(qū)域">            7.2.2.1 在r∈[R₁,R2)區(qū)域
c,R₁)區(qū)域">            7.2.2.2 在r∈[R_c,R₁)區(qū)域
c]區(qū)域">            7.2.2.3 在r∈[0,R_c]區(qū)域
        7.2.3 在半徑方向上
c,R₁)區(qū)域">            7.2.3.1 在r∈[R_c,R₁)區(qū)域
c)區(qū)域">            7.2.3.2 在r∈[0,R_c)區(qū)域
,R₂)區(qū)域">            7.2.3.3 在r∈[R_,R₂)區(qū)域
    7.3 模型仿真與討論
        7.3.1 動力粘度對潤滑膜流體動力學(xué)行為的影響
        7.3.2 圓周向剪切速率對潤滑膜流體動力學(xué)行為的影響
        7.3.3 載荷大小對潤滑膜流體動力學(xué)行為的影響
    7.4 磁流潤滑膠體在多孔材料中的微循環(huán)分析
        7.4.1 界面磁流潤滑劑在膜厚方向上的速率方程
        7.4.2 界面磁流潤滑劑在半徑方向上的速率方程
        7.4.3 磁流微循環(huán)潤滑形成的判據(jù)
    7.5 界面磁流潤滑膜厚度的計算
    7.6 本章小結(jié)
第8章 磁流潤滑微循環(huán)推力軸承的設(shè)計及其摩擦學(xué)性能研究
    8.1 多孔推力軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計
    8.2 試驗條件與實驗方法
    8.3 實驗結(jié)果分析
        8.3.1 轉(zhuǎn)速變化對軸承摩擦學(xué)性能的影響
        8.3.2 外載荷變化對軸承摩擦學(xué)性能的影響
        8.3.3 外磁場強度變化對軸承摩擦學(xué)性能影響
    8.4 本章小結(jié)
第9章 總結(jié)與展望
    9.1 總結(jié)
    9.2 創(chuàng)新點
    9.3 未來展望
附錄
致謝
參考文獻
攻讀學(xué)位期間獲得與學(xué)位論文相關(guān)的科研成果目錄



本文編號：2936533