指数率非牛顿水基磁流体热弹流润滑分析.pdf

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1、第5期机械设计与制造2013年5月MachineryDesign&Manufacture149指数率非牛顿水基磁流体热弹流润滑分析史修江，王优强(青岛理工大学机械工程学院，山东青岛266033)摘要：利用考虑热、磁场和非牛顿效应的雷诺方程，并且采用多重网格法和多重网格积分法，对指数率非牛顿水基磁流体滑动轴承进行热弹流润滑分析。探讨了非牛顿流体指数、磁场强度、滑滚比和曲率半径对水基磁流体弹流润滑膜膜厚和压力的影响。结果表明：在水基磁流体润滑的条件下，水基磁流体润滑膜厚随着指数的增加而减小，压力随着指数的增加的变化不明显；随着磁场强度和滑动轴承

2、滑滚比的增大，水基磁流体润滑膜的膜厚增大，压力无明显变化；随着滑动轴承曲率半径的增大，水基磁流体润滑膜的膜厚减小，入口区压力增大，压力峰减小。关键词：水基磁流体；弹流润滑；非牛顿流体；磁场强度；滑滚比；曲率半径中图分类号：TH16文献标识码：A文章编号：1001—3997(2013)05—0149—04ThermalElastohydrodynamicLubricationAnalysisofthePowerLawNon-NewtonianWater-BasedFerrofluidSHIXiu-jiang，WANGYou—qiang(Sch

3、oolofMechanicalEngineering，QingdaoTechnologicalUniversity，ShandongQingdao266033，China)Abstract：BasedontheReynoldsequationconsideringthetemperatureandtheeffectionofnon—newtonian,andthemulti-gridmethodandmultiplegridintegrationmethodwereadopted，theelastohydrodynamiclubricati

4、onnumericalanalysisofthepowerlawnon—newtonianwater—basedferrofluidwerecarriedout．Theinfluenceofnon—newtonianindex，themagneticinduction，theslide—r0f2ratioandradiiofcurvatureonwater-basedferrofluidlmthicknessandpressureWasstudied．TheresultsshowthatthetheImthicknessofwater一6珊

5、edrrofluidaredecreasedwithincreaseoftheindexandradiiofcurvature，butthelmthicknessisincreasedwithincreaseofthemagneticinductionandslide-rollratio；Thepressuredoesnotshowr上clearchangewithincreaseofindex．slide—roratioandmagneticinduction；butthepressureatinletregionisincreasedw

6、iththeincreaseofradiiofcurvature，thepressurepeakisdecreasedwiththeincreaseofradiiofcurvature．KeyWords：water-BasedFerrofluid；ElastohydrodynamicLubrication；Non-Newtonian；MagneticInduction；Slide-RollRatio；RadiiofCurvaturell茸⋯{f(1)磁流体是由载液、悬浮颗粒和活性分散剂}昆合而成的悬浮液。磁流变效应是指磁场作用下，磁流变液在

7、极短的时间内，由普通的牛顿流体转变为非牛顿流体状态，同时其粘度，抗剪切强度，。等性质也将发生巨大变化，而当磁场消失时，磁流变液上述性能可以迅速恢复。一p(1nmo+9．67)x¨磁流体实际上是在润滑油中说加入极细的固体磁粉以改善润滑剂的润滑性能，但是由于纳米磁粉颗粒极小，不需要采用两相流体模型，用指数率非牛顿流体模型分析即可得到满意的结果。％=【+手}咖】(32指数率非牛顿流体其中，()：c。th01一；上bD3曰2／6指数率非牛顿流体，是将剪应力表示为剪应变率的U次幂。的粘性流体，n称为流变指数。在非牛顿流体研究中，只要用非牛顿流体的当量

8、粘度代替牛顿流体的粘度，即可将非牛顿流体当作牛顿流体来处理，对于指数率非牛顿流体来说其本构方程如下：来稿日期：2012-07—14基金项目：国家自然科学基金资助项目(511752