本文首先闡述了活塞-缸套摩擦副磨損現(xiàn)象的嚴(yán)重性,從而提出了采用仿生非光滑效應(yīng)來設(shè)計活塞表面貯油微坑的新技術(shù)。貯油微坑中的潤滑油能夠改善活塞-缸套摩擦副的潤滑條件,但對其潤滑機(jī)理的研究大多采用實驗手段。因此,本文的主要目的就是建立表征活塞表面仿生非光滑微坑貯油潤滑現(xiàn)象的數(shù)學(xué)模型,通過ALE描述的有限元法求解了該模型,研究了微坑貯油潤滑的機(jī)理,解決活塞表面貯油微坑設(shè)計的關(guān)鍵問題。在論文的緒論部分介紹了非光滑現(xiàn)象及其仿生應(yīng)用,總結(jié)了活塞-缸套摩擦副的潤滑理論和研究現(xiàn)狀。第二章針對仿生非光滑微坑貯油潤滑這一物理現(xiàn)象,將液體晃動及自由液面追蹤理論成功應(yīng)用在貯油微坑中潤滑油的晃動分析,建立了基于液體速度勢和自由液面波高的描述液體大幅晃動的非線性微分方程。第三章詳細(xì)介紹了ALE描述的有限元法,為下一步的ALE有限元法求解上述非線性微分方程做好鋪墊。第四章使用ALE描述的有限元法求解了該晃動問題。通過算例,分析了潤滑油晃動的自由液面和波高對活塞-缸套摩擦副潤滑性能的影響,為活塞表面仿生非光滑貯油微坑的設(shè)計提供了理論指導(dǎo)。最后對研究工作進(jìn)行了總結(jié),并指出了下一步要做的工作。 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

蚯蚓組織結(jié)構(gòu)及其非光滑體表

第一章 緒論授和鄧寶清博士[7, 8, 24]對其進(jìn)行了大量和深入的研究，通過試驗得出結(jié)論干摩擦條件下，光滑結(jié)構(gòu)和非光滑結(jié)構(gòu)的摩擦學(xué)性能基本一致；在混合潤準(zhǔn)油膜潤滑條件下，各種非光滑結(jié)構(gòu)的減阻耐磨性能都比對比的平面結(jié)構(gòu)％－80％的提高。圖 1-2 是實驗前的原始活塞和仿生表面非光滑活塞的，從圖 1-3 可以看出，原始活塞經(jīng)過耐久和冷啟動實驗后，在工作表面出輕微的縱向磨損痕跡(圖中發(fā)白的縱向紋路)；仿生非光滑表面活塞，其工面沒有明顯的磨損痕跡，同時活塞裙部的積碳也比原始活塞少。

圖 1-3 磨損后的原始活塞和仿生表面非光滑活塞的對比照片[8].1-3 Comparative photo between original and bionic surface nonsmooth piston after w鄧寶清博士[8]使用雷諾模型和平均流量模型計算了表面非光滑活塞油載量并對各種非光滑微坑的潤滑性進(jìn)行了優(yōu)化分析。以上兩個數(shù)學(xué)模潤滑充分和潤滑油膜連續(xù)假設(shè)的基礎(chǔ)上成立的，而實際上活塞缸套摩處于混合潤滑和干摩擦潤滑狀態(tài)，油膜不再連續(xù)，同時對非光滑單元滑機(jī)理也沒有進(jìn)行深入研究。本論文就是在鄧寶清博士工作的基礎(chǔ)上合仿生非光滑潤滑的數(shù)學(xué)模型來更好的指導(dǎo)非光滑表面活塞的設(shè)計。 本論文的主要工作本文從工程仿生學(xué)的角度出發(fā)，對活塞表面仿生非光滑貯油微坑的潤行數(shù)學(xué)建模與求解，研究分析非光滑微坑具有良好貯油潤滑效果的原工作如下：

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：2947692