点接触弹流润滑问题的高效直接算法.pdf

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1、2012年3月润滑与密封Mat．2012第37卷第3期LUBRICATIONENGINEERINGVo1．37No．3DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2012．03．004点接触弹流润滑问题的高效直接算法夏伯乾张美莹(郑州大学机械工程学院河南郑州450001)摘要：在复合直接迭代法的基础上，运用分块迭代的思想将方程组降维，通过研究弹性变形影响因子对弹性变形的影响，将压力迭代矩阵由满元阵变为稀疏的带状阵，提出一种新的求解点接触弹流问题的高效直接迭代算法。与复合直接迭代法相比，该算法大大减少了计算量，计算效率至少提高2o倍，并且

2、可适用重载工况。将新算法计算结果与Hamrock．Dowson公式计算结果进行比较，并讨论迭代矩阵半带宽与收敛速度、载荷范围、计算精度以及数值稳定性的关系。结果表明，当压力迭代矩阵密度为满阵的22％一25％时，新算法具有最高的计算精度。关键词：点接触；弹流润滑；直接迭代算法；高效算法中图分类号：TH113文献标识码：A文章编号：0254—0150(2012)3—016—5lIigllEficiencyDirectIterafiveAlgorithmforPointContactEI-ILProblemsXiaBoqianZhangMeiying(Sc

3、hoolofMechanicalEngineering，ZhengzhouUniversity，ZhengzhouHenan450001，China)Abstract：Basedonthecompositedirectiterativemethod，bychangingtwodimensionalpointcontactEHLproblemintoasetofonedimensionalproblemswithblockiterationmethod，andchangingthefullelementspressureiterativematrixi

4、ntoaspareonethroughconsideringtheeffectofinfluencefactorofelastictransformationontheelastictransformation，anewandhigheficiencydirectiterativealgorithmforpointcontactEHLWasproposed．Comparedwiththetraditionaldirectiter—ativealgorithm，thenewalgorithmmethodcanreducethecomputationgr

5、eatly，canraisethecomputationaleficiencyatleast20times，andcangetconvergencesolutionevenifundertheheavyloadcases．ThecomputationalresultsofthenewalgorithmmethodwerecomparedwiththoseofHamrock—Dowsonformula，andtherelationshipsofsemi—bandwidthofitera—tionmatrixwithconvergencespeed，lo

6、adrange，calculationprecisionandnumericalcalculationstabilitywerediscussed．Theresultsshowthatthenewalgorithmmethodcangetthebestcalculationprecisionwhenthedensityofthepressureiter-ativematrixiS22％～25％ofitsfu11elementsmatrix．Keywords：pointcontact；elastohydrodynamiclubrication；dire

7、ctiterativealgorithm；higheficiencyalgorithm弹性流体动力润滑理论是20世纪摩擦学发展的的课题。重大成就，Dowson公式的提出是经典弹流润滑理论点接触弹流润滑的完全数值解法，主要有直接迭发展的标志性成果，它带动并提高了一大批点、线接代法口-2]、Newton．Raphson法和多重网格法。触的机械基础零部件如滚动轴承、齿轮、凸轮一挺杆这几种方法各有特点。直接迭代法简单易行，但只适机构等的设计和发展。但当必须考虑时变效应、工件用于中轻载荷工况；Newton．Raphson法对初值比较敏表面粗糙度、润滑剂流变特性

8、、热效应等影响因素感且计算工作量很大；多重网格法数学上比较复杂，时，Dowson公式便不再适用，这时就必须用