基于不同黏压模型的空间液体润滑剂弹流油膜厚度的研究.pdf

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1、2011年9月润滑与密封Sep．2011第36卷第9期LUBRICAT10NENGINEERINGVo1．36No．9DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2011．09．017基于不同黏压模型的空间液体润滑剂弹流油膜厚度的研究刘剑平张新义于春战(1．山东理工大学山东淄博255049；2．北京邮电大学北京100876)摘要：基于牛顿流变模型针对空间液体润滑剂进行等温线接触弹流润滑数值分析。在相同工况下，采用Barus模型、Roelands模型和Yasutomi自由体积黏度模型分别计算空间液体润滑剂的弹流油膜厚度，并与实验结果进行比较。结果表明：Yasutomi自由体积黏

2、度模型更能真实地反应空间液体润滑剂的黏压关系；与其他黏压方程相比，由于Yasutomi自由体积黏度模型在低压区域产生较高的黏度，因而得到较高的油膜厚度。关键词：空间液体润滑剂；Yasutomi自由体积黏度模型；弹流油膜厚度中图分类号：TH117．2文献标识码：A文章编号：0254—0150(2011)9—073—4ResearchonElastohydrodynamicFilmThicknessforSpaceLubricantBasedonDiferentPressure．ViscosityModelLiudianping’ZhangXinyiYuChunzhan(1．ShandongU

3、niversityofTechnology，ZiboShandong255049，China；2．BeijingUniversityofPostsandTelecommunications，Beijing100876，China)Abstract：BasedonNewtonianrheologicalmodel，theoreticalanalysisofEHLwasconductedforspacelubricants．TheEHLfilmthicknessofspacelubricantswascalculatedbythreekindsofpressure—viscositymodel

4、s，Barusmodel，RoelandsmodelandYasutomifree—volumeviscositymodel，thecalculatedresultswerecomparedwiththeexperimentalresults．TheresultsshowtheYasutomifree-volumeviscositymodelcanreflectthepressure—viscosityrelationshipofspacelubricantswel1．Comparedwiththeothertwopressure-viscosityequations，theYasutom

5、ifree-volumeviscositymodelproduceshigherfilmthicknessforthehigherviscosityinlow—pressurearea．Keywords：spaceliquidlubricants；theYasutomifree—volumeviscositymodel；EHLfilmthickness自从20世纪6O年代，液体润滑剂就开始在空间弹流润滑基本特征之一是黏度随着压力增加而迅摩擦学部件中应用，空间环境的特殊性要求空间液体速增加，油膜厚度主要由润滑剂在人口区的黏度决润滑剂具有特殊的物理化学特性。研究发现：经典弹定。因此，润滑剂的黏

6、压关系在弹流润滑数值模拟中流理论能够精确预测矿物油的弹流润滑特性，但是不起着至关重要的作用。广泛应用的2个黏压方程为：能预测空间液体润滑剂等合成润滑油的弹流润滑特Barus黏压方程和Roelands黏压方程。这2个方程中性。Prat等对全氟聚醚润滑油Z25在滑滚工况下的都有黏压系数。Jones对全氟聚醚润滑油的黏压系弹流油膜厚度进行了测量，发现经典弹流润滑理论预数进行全面总结发现：不同的研究者对黏压系数的定测油膜厚度值与实测值相差很大，随着滚动速度的增义各不相同；用不同的方法得到的有效黏压系数差别大两者之间的差别越来越大。Sobahan等对PFPE也很大，实测黏压系数是经典弹流理论预测值的

7、815Z的弹流中心油膜厚度进行了测量，发现实测弹1／2。同时，Kumar等研究发现：弹流牵曳系数对流油膜厚度与经典弹流理论预测值相差30％。MdZi—黏压系数高度敏感，±10％黏压系数的误差使弹流牵aur等发现了同样的问题。为此，人们用黏温效应、曳系数的误差高达一37％～75％。因此，可以认为基非牛顿效应以及剪切稀化效应等来解释上述结果，但于上述两个黏压方程的弹流润滑理论分析会存在很大是结果并不理想。误差。近年来的研究发