基于微造型的发动机滑动轴承摩擦学性能-研究

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1、中文摘要摘要在滑动轴承表面进行微造型以改善其摩擦学性能是国际上刚刚兴起的方法。研究微造型滑动轴承的摩擦学性能，能为滑动轴承的设计提供新的思路，从而提高发动机滑动轴承乃至整个发动机的性能。因此，基于微造型的发动机滑动轴承摩擦学性的研究具有一定的理论研究与实际应用价值。本文针对雷诺方程求解表面微造型动压润滑问题的局限性，采用了N．S方程，对微造型径向滑动轴承进行了流体动力学分析，研究了表面微造型对滑动轴承润滑性能的影响，并对微造型的几何参数、布局参数以及类型进行了优化，最后对干摩擦状态下的微造型轴承进行了接触分析。论文主要研究内容如下：①对不同偏心率，不同转速下的微造型

2、轴承进行了分析。计算结果表明：合适的微造型可以增加轴承的油膜最大压力和承载能力、减小其摩擦系数；在低偏心率下，微造型轴承产生的附加动压效应更加明显；②分析了微造型的几何尺寸以及布局对轴承润滑性能的影响。分析结果表明：适当减小微造型的深度或长度、增加微造型的宽度，有利于增加轴承的油膜最大压力和承载能力、减小轴承的摩擦系数；存在使得轴承承载能力最大或摩擦系数最小的最优微造型布局密度或布局面积；在油膜最大压力附近布置微造型，更有利于增加轴承承载能力、减小轴承的摩擦系数；③从沟槽微造型和坑状微造型这两个角度研究了不同几何类型的微造型对轴承润滑性能的影响。计算结果表明：不同类

3、型的微造型对轴承润滑性能的影响有所差异；相比于矩形和梯形沟槽微造型，半球形和三角形沟槽微造型更有利于增加轴承的油膜最大压力和承载能力、减小轴承的摩擦系数；相比于矩形和三角形坑状微造型，半球形和圆柱形坑状微造型更有利于增加轴承的承载能力、减小轴承的摩擦系数：④利用有限元方法，对不同载荷、不同摩擦系数下的微造型轴承进行了接触分析，并讨论了微造型的几何尺寸、密度以及形状对轴承接触性能的影响。计算结果表明：微造型会增加轴承的最大等效应力、最大接触应力和最大接触变形；增加微造型的宽度、密度会增加轴承的最大等效应力、最大接触应力和最大接触变形；不同类型微造型轴承的接触性能有所差

4、异。关键词：微造型，发动机滑动轴承，CFD，润滑，蚪1212台匕H匕，接触分析II英文摘要ABSTRACTMachiningdimpleonthesurfaceofajournalbearingtoimproveitstribologicalperformanceisatechniquethathassprungupintheworld．Researchingontribologicalperformanceofadimpledbearingcanprovideanewmethodforbearingdesign，toraiseperformanceoftheeng

5、inebearingandentireengine．Therefore，theresearchhascertaintheoreticalandpracticalvalue．ConsideringthelimitnessofReynoldsequationinresearchingdimplelubricationproblem，computationalfluiddynamics(CFD)analysisofadimpledjournalbearingwascarriedoutinthispaperbasedonNavier—Stokesequation．Theef

6、fectofdimpleonlubricationperformanceofthebearingwasstudied，andgeometricsizes，layoutparametersandshapeofdimplewereoptimized．Finally,thecontactcharacteristicofadimpledbearingwasstudied．Themaincontentsofthedissertationincludethefollowing：①Lubricationperformancesofthedimpledjournalbearingw

7、ithdifferenteccentricitiesanddifferentspeedswerestudied，Thenumericalresultindicatesthat：Appropriatedimplecanincreasethemaximumfilmpressureandload-carryingcapacity，reducefrictioncoefficientofthebearing．Additionalhydrodynamiceffectismorenoticeableonthebearingatlowereccentricityratios；@