發(fā)布時間：2017-04-27 09:10

  本文關鍵詞：缸套表面織構參數(shù)設計及其動壓潤滑機制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：當今社會人們對發(fā)動機的節(jié)能、環(huán)保以及高可靠性提出了越來越高的要求，而降低活塞環(huán)組與缸套之間的摩擦損失是提高內(nèi)燃機機械效率的重要方面，因此對能夠有效改善摩擦副摩擦性能的表面織構技術在缸套—活塞環(huán)摩擦副中的應用研究顯得尤為重要。 表面織構技術即在摩擦副表面加工出具有一定尺寸、形狀和排列的圖案。為了探討其潤滑減摩機理，尋求潤滑效果最佳時的織構形狀及參數(shù)，論文在流體動壓潤滑條件下分別運用基于N-S方程的CFD法及基于Reynolds方程的數(shù)值解法分析了不同織構形狀、參數(shù)下摩擦副的潤滑效果，為表面織構技術的應用與研究提供了一定的參考依據(jù)。 本文首先運用Fluent軟件對基于N-S方程的表面織構CFD模型進行了求解，結果表明：溝槽類織構中深度h '3.375、寬度d '0.867滑移面向右運動的左梯形溝槽潤滑效果較好，若將滑移面向右運動時的左梯形溝槽與右梯形溝槽相結合組合成混合織構其潤滑效果將更佳；點坑類織構中坑深h'28.75、坑口直徑d '0.56的旋轉拋物面形坑潤滑效果較好；將兩類織構對比分析可以發(fā)現(xiàn)旋轉拋物面形坑的潤滑效果要優(yōu)于半梯形溝槽；漩渦中心位置變化的逆流效應以及楔形效應的雙重作用是影響織構潤滑特性的主要因素。 然后采用有限差分法對基于Reynolds方程的動壓潤滑模型進行了數(shù)值求解，結果表明：坑深d20m時的旋轉拋物面形坑潤滑效果最佳，，坑口直徑則應在滿足缸套內(nèi)表面強度的情況下盡量大點，同時應盡量增大最小潤滑油膜的厚度；空化效應為影響織構潤滑特性的主要因素。 對以上兩種結果對比分析發(fā)現(xiàn)：在滿足強度要求情況下適當增大微坑深度以及坑口直徑有益于減小摩擦力，表面織構影響潤滑效果的三個主要因素為逆流現(xiàn)象、空化現(xiàn)象及楔形效應。
【關鍵詞】：缸套—活塞環(huán) 表面織構 流體動壓潤滑 CFD 有限差分法
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TK401;TH117.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-22
• 1.1 課題來源10
• 1.2 課題的研究背景、目的及意義10-11
• 1.3 缸套—活塞環(huán)摩擦副潤滑理論研究進展11-14
• 1.4 表面織構技術研究現(xiàn)狀14-21
• 1.4.1 表面織構加工技術現(xiàn)狀14-17
• 1.4.2 表面織構技術理論與實驗研究現(xiàn)狀17-21
• 1.5 主要研究內(nèi)容概述21-22
• 2 流體動壓潤滑基本模型的建立22-33
• 2.1 缸套—活塞環(huán)運動模型的建立22-24
• 2.2 基本方程24-26
• 2.2.1 N-S 方程24-26
• 2.2.2 連續(xù)性方程26
• 2.3 溝槽類織構模型的建立26-29
• 2.3.1 溝槽類織構幾何模型的建立26-27
• 2.3.2 溝槽類織構潤滑理論模型的建立27-29
• 2.4 點坑類織構模型的建立29-30
• 2.4.1 點坑類織構幾何模型的建立29
• 2.4.2 點坑類織構潤滑理論模型的建立29-30
• 2.5 表面織構 CFD 模型數(shù)值解法的基本思路30-32
• 2.6 本章小結32-33
• 3 基于 N-S 方程的溝槽類織構潤滑特性研究33-49
• 3.1 溝槽類織構 CFD 模型的建立33-37
• 3.1.1 溝槽類織構 CFD 分析幾何模型的建立33-34
• 3.1.2 主要參數(shù)的設定34
• 3.1.3 邊界條件的設置34-35
• 3.1.4 網(wǎng)格的劃分35-36
• 3.1.5 求解控制方程的設置36-37
• 3.2 不同造型溝槽的動壓潤滑性能比較37-42
• 3.3 溝槽深度對其潤滑性能的影響研究42-45
• 3.3.1 半梯形溝槽潤滑特性隨深度的變化情況43-44
• 3.3.2 溝槽深度變化對織構潤滑性能的影響機制研究44-45
• 3.4 溝槽寬度對其潤滑性能的影響研究45-48
• 3.4.1 半梯形溝槽潤滑特性隨寬度的變化情況46-47
• 3.4.2 溝槽寬度變化對織構潤滑性能的影響機制研究47-48
• 3.5 本章小結48-49
• 4 基于 N-S 方程的點坑類織構潤滑特性研究49-60
• 4.1 點坑類織構最佳坑口形狀的設計49-51
• 4.2 三維點坑類織構 CFD 模型的建立51-53
• 4.3 不同造型微坑的動壓潤滑性能比較53-55
• 4.4 微坑深度對其潤滑性能的影響研究55-56
• 4.5 微坑坑口直徑對其潤滑性能的影響研究56-58
• 4.6 最佳造型溝槽與點坑的比較58-59
• 4.7 本章總結59-60
• 5 基于 Reynolds 方程的動壓潤滑狀態(tài)下最優(yōu)微坑參數(shù)求解60-73
• 5.1 動壓潤滑計算模型的建立60-63
• 5.1.1 Reynolds 方程60
• 5.1.2 膜厚方程60-61
• 5.1.3 邊界條件的設置61-62
• 5.1.4 摩擦學性能參數(shù)的求解62-63
• 5.2 基于有限差分法求解 Reynolds 方程63-66
• 5.2.1 無量綱化 Reynolds 方程63-64
• 5.2.2 無量綱化 Reynolds 方程的離散64-65
• 5.2.3 超松弛迭代求解65-66
• 5.3 數(shù)值求解編程方案66-67
• 5.4 計算結果分析67-71
• 5.4.1 微坑深度變化對動壓潤滑特性的影響67-69
• 5.4.2 坑口直徑變化對動壓潤滑特性的影響69-70
• 5.4.3 最小潤滑油膜厚度變化對動壓潤滑特性的影響70-71
• 5.5 CFD 法與 Reynolds 方程數(shù)值解法運算結果的綜合分析71-72
• 5.6 本章小結72-73
• 6 總結與展望73-76
• 6.1 結論73-74
• 6.2 展望74-76
• 參考文獻76-81
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文81-82
• 致謝82-83

【參考文獻】

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中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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  本文關鍵詞：缸套表面織構參數(shù)設計及其動壓潤滑機制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：330320