摩擦学原理-部分膜弹流润滑.ppt

第十七章 部分膜弹流润滑 主要内容 §17-1 概要 §17-2 Christensen随机模型 §17-3 平均流量模型 §17-4 部分膜弹流润滑的特性 §17-5 微弹流效应 §17-1 概要 润滑状态的划分 §17-1 概要 §17-2 Christensen随机模型 Christensen随机模型 §17-2 Christensen随机模型 Christensen提出两点假设 平行于粗糙度方向, 压力梯度的方差为零或很小 垂直于粗糙峰方向, 流量的方差为零或很小 §17-2 Christensen随机模型 ②对于垂直纹理方向的, 流量可近似认为是非随机变量, 由于表面沿纵向纹理方向运动, 因此y向流量取决于小间隙, 随粗糙度的随机变化不大。 §17-2 Christensen随机模型 §17-2 Christensen随机模型 §17-3 平均流量模型 §17-3 平均流量模型 单位流量 §17-3 平均流量模型 —名义膜厚 —粗糙面的均方差 —平均膜厚 —剪切流量因子 压力流量因子 §17-3 平均流量模型 平均流量应满足流量连续性 §17-3 平均流量模型 §17-3 平均流量模型 §17-3 平均流量模型 §17-3 平均流量模型 §17-4 部分膜弹流润滑的特性 一、平均膜厚 可以看λ>3对膜厚影响很小 λ<3,γ<1, 膜厚?：横向纹理有利于增加膜厚, 凹下去的地方, 相当一个储压区 λ<3,γ>1,膜厚?：纵向纹理, 泄压作用。 §17-4 部分膜弹流润滑的特性 二、承载量与摩擦力 §17-4 部分膜弹流润滑的特性 1975年, Czichos提出下列分配关系 §17-5 微弹流效应 微弹润滑(micra-EHL)研究: (1)一对粗糙峰的碰撞效应 (2)单个粗糙峰的滚动效应, 即在弹流油膜入口区的法向趋近效应 (3)弹峰与光滑表面间的滑动效应 §17-5 微弹流效应 有待解决问题: ① 相邻粗糙峰间影响 ② 如何将单峰效应与统计综合 ③ 应考虑瞬时, 热效应, 流变性 * SKLT State Key laboratory of Tribology THU 第十七章 部分膜弹流润滑 综合粗糙度 对偶表面粗糙度的均方根差 流体润滑 混合润滑 边界润滑 部分膜弹流润滑：有表面粗糙峰点接触的弹流润滑，必须考虑表面形貌或平面粗糙度的影响。 两种情况: (1)高粗糙峰: 不再成立, 以N-S方程重新推导 (2)平滑粗糙峰: Reynolds 模型 1970年,Christensen提出随机模型; 1978年,Patir和Cheng提出平均流动模型。 认为粘度不变 认为Reynolds方程两边取统计平均时, 仍然成立 由于 与 均为随机函数, 它们之间的统计关系是未知的, 因此, 不能简单将 分解统计, 即 ①如果表面沿纵向纹理方向(x向)运动 则 可近似认为是非随机变量(沿x向, h变化不大, 随机性不大) 同理, 可推出表面沿横向纹理运动的Reynolds方程 注意: Christensen的两项假设并没有得到数学或实验上的严格证明。但是, 逻辑上合理, 因而被接受。 取空间平均压力 代替 与 的差异 两个表面在无接触时 两表面存在接触时 Patir-Cheng假设平均单位流量: 边界条件 接触点无流动 思路：取矩形微单元Lx×Ly，其面积与润滑区域相比很小，但包含足够多的粗糙峰。 求流量因子 求 边界条件 求 接触点无流动 粗糙面中心膜厚 光滑面中心膜厚 接触点压力承受的载荷 油膜压力承受的载荷 不仅对粗糙度的润滑作用有意义, 而且对分析微峰的温度、应力、应变、研究油膜破裂与表面损伤有作用