滑動軸承在高速、超高速條件下,固液交界面上的剪應(yīng)力會超過某個極限值而導(dǎo)致在固體表面發(fā)生滑移現(xiàn)象,同時潤滑油膜極易破裂形成空穴。界面滑移和空穴現(xiàn)象的存在對滑動軸承的潤滑性能具有重要影響,甚至可能導(dǎo)致潤滑失效。因此,界面滑移和空穴特性的研究,對滑動軸承的高速發(fā)展具有重要意義。首先,建立了基于極限剪應(yīng)力的周向和軸向二維滑移模型。為了在滑移模型中建立更為準(zhǔn)確的周向和軸向剪應(yīng)力關(guān)系,定義了剪應(yīng)力夾角的概念。全面考慮了軸和軸瓦表面可能產(chǎn)生滑移的情況,分別研究了產(chǎn)生界面滑移的四種狀態(tài),給出了相應(yīng)的滑移速度分布圖,并分別推導(dǎo)了四種滑移狀態(tài)的基本方程。對油膜完整區(qū)域與潤滑油彈性模量的有關(guān)計算項進(jìn)行了分析,建立了基于改進(jìn)的Elrod算法的空穴計算模型,得到了求解油膜壓力的優(yōu)化算法。該算法將基于JFO邊界條件的描述完整油膜區(qū)和空穴區(qū)的潤滑方程進(jìn)行了統(tǒng)一,使JFO邊界條件更加精確的應(yīng)用于軸承空穴理論的計算�；诙S滑移模型和改進(jìn)的Elrod空穴算法,在四種滑移狀態(tài)下分別推導(dǎo)出了考慮空穴效應(yīng)的理論計算模型以及差分求解公式�？紤]空穴效應(yīng)的滑移計算模型既全面考慮了可能發(fā)生滑移的情況,又將Elrod算法中對完整油膜區(qū)... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：195 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號說明
第1章 緒論
    1.1 研究背景及研究意義
    1.2 滑動軸承的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 流體潤滑理論的基礎(chǔ)
        1.2.2 滑動軸承結(jié)構(gòu)的研究
    1.3 滑動軸承界面滑移研究
        1.3.1 界面滑移理論研究
        1.3.2 界面滑移實驗研究
    1.4 滑動軸承空穴研究
        1.4.1 空穴機理理論研究
        1.4.2 空穴機理實驗研究
    1.5 滑動軸承潤滑機理中其它問題的研究
        1.5.1 表面粗糙度影響研究
        1.5.2 熱效應(yīng)影響研究
        1.5.3 非牛頓流體影響研究
        1.5.4 軸頸傾斜影響研究
        1.5.5 慣性力的影響研究
        1.5.6 紊流狀態(tài)的軸承性能研究
    1.6 本文研究方法和主要內(nèi)容
第2章 考慮界面滑移和空穴的螺旋油楔滑動軸承數(shù)學(xué)模型
    2.1 引言
    2.2 軸承模型
        2.2.1 軸承結(jié)構(gòu)
        2.2.2 油膜厚度方程
    2.3 滑動軸承二維問題的滑移模型
        2.3.1 基本控制方程
        2.3.2 速度邊界條件
        2.3.3 極限剪應(yīng)力數(shù)值和系數(shù)的確定
        2.3.4 軸表面滑移的基本方程
        2.3.5 軸瓦表面滑移的基本方程
        2.3.6 軸瓦和軸表面都滑移的基本方程
        2.3.7 軸瓦和軸表面都不滑移的基本方程
    2.4 空穴模型
        2.4.1 空穴理論
        2.4.2 考慮空穴效應(yīng)的控制方程
    2.5 考慮空穴和滑移理論的二維模型
        2.5.1 狀態(tài)1的基本方程
        2.5.2 狀態(tài)2的基本方程
        2.5.3 狀態(tài)3的基本方程
        2.5.4 狀態(tài)4的基本方程
    2.6 通用方程的求解
        2.6.1 網(wǎng)格劃分與方程離散
        2.6.2 數(shù)值計算
    2.7 本章小結(jié)
第3章 滑動軸承二維流場的滑移機理的理論和實驗研究
    3.1 引言
    3.2 滑移實驗研究
        3.2.1 滑移實驗的理論基礎(chǔ)
        3.2.2 實驗裝置
        3.2.3 實驗軸承的結(jié)構(gòu)
        3.2.4 滑移實驗原理
        3.2.5 潤滑油粘度比較
        3.2.6 高粘度潤滑介質(zhì)條件下滑移現(xiàn)象分析
        3.2.7 低粘度潤滑介質(zhì)條件下滑移現(xiàn)象分析
    3.3 極限剪應(yīng)力對滑移現(xiàn)象的影響研究
        3.3.1 不同結(jié)構(gòu)軸承的初始極限剪應(yīng)力比較
        3.3.2 極限剪應(yīng)力對壓力分布的影響
        3.3.3 極限剪應(yīng)力對承載力的影響
        3.3.4 極限剪應(yīng)力對摩擦阻力的影響
        3.3.5 極限剪應(yīng)力對端泄量的影響
        3.3.6 極限剪應(yīng)力對溫升的影響
        3.3.7 極限剪應(yīng)力對剪應(yīng)力和滑移速度的影響
    3.4 滑動軸承二維問題的滑移現(xiàn)象研究
        3.4.1 界面滑移對承載力的影響
        3.4.2 界面滑移對摩擦阻力的影響
        3.4.3 界面滑移對端泄量的影響
        3.4.4 界面滑移對溫升的影響
    3.5 組合滑移表面軸承的性能研究
        3.5.1 修正SLM模型的速度邊界條件
        3.5.2 廣義雷諾方程
        3.5.3 組合滑移表面軸承的壓力分布和油膜破裂情況
        3.5.4 組合滑移表面軸承的承載力和偏位角
        3.5.5 組合滑移表面軸承的摩擦阻力、端泄量和溫升
    3.6 本章小結(jié)
第4章 螺旋油楔滑動軸承空穴特性的理論和實驗研究
    4.1 引言
    4.2 空穴特性的實驗研究
        4.2.1 實驗原理與設(shè)備
        4.2.2 高粘度潤滑介質(zhì)條件下3個油腔的空穴形狀
        4.2.3 高粘度潤滑介質(zhì)條件下軸承空穴邊界分析
        4.2.4 高粘度潤滑介質(zhì)條件下軸承空穴條數(shù)分析
        4.2.5 低粘度潤滑介質(zhì)條件下3個油腔的空穴形狀
        4.2.6 低粘度潤滑介質(zhì)條件下軸承空穴邊界分析
        4.2.7 高粘度和低粘度潤滑介質(zhì)條件下空穴特性的比較
        4.2.8 高粘度和低粘度潤滑介質(zhì)條件下端泄量的比較
    4.3 螺旋油楔滑動軸承油膜破裂情況的理論和實驗比較
        4.3.1 不同轉(zhuǎn)速和供油壓力的高粘度潤滑介質(zhì)條件下油膜破裂情況
        4.3.2 不同轉(zhuǎn)速和供油壓力的低粘度潤滑介質(zhì)條件下油膜破裂情況
    4.4 本章小結(jié)
第5章 考慮空穴效應(yīng)的螺旋油楔滑動軸承的滑移理論研究
    5.1 引言
    5.2 考慮界面滑移和空穴效應(yīng)的動特性模型
    5.3 界面滑移和空穴效應(yīng)對油膜壓力和破裂情況的影響
    5.4 不同偏心率時界面滑移和空穴效應(yīng)對軸承性能的影響
        5.4.1 偏心率對軸承靜特性的影響
        5.4.2 偏心率對軸承動特性的影響
    5.5 不同螺旋角時界面滑移和空穴效應(yīng)對軸承性能的影響
        5.5.1 螺旋角對軸承靜特性的影響
        5.5.2 螺旋角對軸承動特性的影響
    5.6 不同供油壓力時界面滑移和空穴效應(yīng)對軸承性能的影響
        5.6.1 供油壓力對軸承靜特性的影響
        5.6.2 供油壓力對軸承動特性的影響
    5.7 不同轉(zhuǎn)速時界面滑移和空穴效應(yīng)對軸承性能的影響
        5.7.1 轉(zhuǎn)速對軸承靜特性的影響
        5.7.2 轉(zhuǎn)速對軸承動特性的影響
    5.8 本章小結(jié)
第6章 螺旋油楔滑動軸承熱動力潤滑的實驗研究
    6.1 引言
    6.2 軸瓦內(nèi)表面溫度測量的實驗研究
        6.2.1 實驗裝置
        6.2.2 測量溫度是軸瓦內(nèi)表面溫度的實驗驗證
        6.2.3 高粘度潤滑介質(zhì)條件下軸瓦內(nèi)表面溫度
        6.2.4 低粘度潤滑介質(zhì)條件下軸瓦內(nèi)表面溫度
    6.3 平均溫升測量的實驗研究
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
外文論文
學(xué)位論文評閱及答辯情況表


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]計入JFO邊界條件的滑動軸承性能分析[J]. 李強,鄭水英,劉淑蓮.  機械強度. 2010(02)
[2]液體動靜壓電主軸關(guān)鍵技術(shù)綜述[J]. 熊萬里,陽雪兵,呂浪,袁巨龍.  機械工程學(xué)報. 2009(09)
[3]雜質(zhì)顆粒對水潤滑滑動軸承承載能力的影響[J]. 劉維超,劉憲偉.  潤滑與密封. 2009(06)
[4]基于MATLAB的軸向開槽水潤滑徑向軸承性能分析[J]. 劉宇,劉正林,吳鑄新,周建輝.  潤滑與密封. 2009(04)
[5]新型高速銑床主軸水潤滑動靜壓軸承結(jié)構(gòu)及性能研究[J]. 戴攀,張亞賓,徐華.  潤滑與密封. 2009(02)
[6]慣性和滑移對彈性金屬塑料軸承的影響研究[J]. 范迅,劉憲偉.  中國機械工程. 2008(22)
[7]考慮軸頸傾斜的徑向滑動軸承動態(tài)特性研究[J]. 賈小俊,范世東.  船海工程. 2008(05)
[8]水潤滑高速動靜壓滑動軸承數(shù)值模擬[J]. 張杰,郭宏升,牛犇,焦讓.  農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2008(06)
[9]熱效應(yīng)對粗糙表面傾斜軸頸軸承潤滑性能的影響[J]. 孫軍,鄧玫,桂長林,符永紅.  軸承. 2008(03)
[10]內(nèi)反饋水潤滑高速動靜壓軸承的應(yīng)用[J]. 郭宏升,張杰,焦讓,牛奔.  軸承. 2007(09)

博士論文
[1]螺旋油楔滑動軸承空穴特性的理論與實驗研究[D]. 楊瑩.山東大學(xué) 2010
[2]面向綠色開采的低粘度介質(zhì)潤滑理論及應(yīng)用研究[D]. 劉憲偉.中國礦業(yè)大學(xué)（北京） 2008
[3]螺旋油楔滑動軸承潤滑機理的理論與實驗研究[D]. 陳淑江.山東大學(xué) 2007
[4]微納米間隙流動的邊界滑移及其流體動力學(xué)研究[D]. 馬國軍.大連理工大學(xué) 2007

碩士論文
[1]螺旋槽微極性液體潤滑徑向軸承動力特性與穩(wěn)定性分析[D]. 韓清剛.華中科技大學(xué) 2004



本文編號：3318917