如今工业领域的应用场景对润滑剂提出了越来越高的要求,不仅要适应各种极端工况,还要有良好的减摩抗磨性能。人们为了改善润滑油的使用性能,使用合成油、矿物油、润滑脂以及含有各种添加剂的润滑油越来越普遍,这些润滑剂常常会表现出各种非牛顿流体的性质。而非牛顿流体本身的润滑特性非常复杂,无论是理论计算还是实验研究,常常难以得到理想的结果。各种润滑油在高温高压的极端工况下,更是会发生润滑失效的现象。本文从理论和实验两个方面对热流体非牛顿性的影响因素进行了分析,做了以下工作:1.在平板润滑界面下合理简化了一维能量方程,将Reynolds黏度方程和剪应变率表达式代入后进行积分,得到了具有非牛顿流体本构方程形式的温度效应方程。选择质量浓度为1%的聚氧化乙烯水溶液为研究对象,设定实际工况,分析了温度效应方程的特性,得出以下结论:平均温度得到的温度效应方程显示,随着剪应变率的升高,润滑液会发生剪切稀化,但整个接触区可以有效润滑;出口处温度得到的温度效应方程显示,存在剪应力极限,超过这一极值会发生润滑失效;还印证了出口处为接触区的最危险点。2.借鉴流速分离法推导了普适流体润滑方程,并将温度效应方程应用其中,给出了数值求解的具体步骤,选定一种工况得到了数值解。与牛顿流体对比分析结果后发现:在温度效应的影响下,流体的承载力不像牛顿流体一样随着膜厚的降低可以一直升高,而是在一定范围内减小膜厚可以提升承载力,超过这一范围后再减小膜厚,承载力不升反降;此外随着膜厚的减小,在流体达到剪应力极限后,压力最大值会向入口处偏移。3.以聚氧化乙烯水溶液为研究对象,分别配置了6中不同的溶液,在不同温度、剪应变率范围下,使用HAAKE Rheo Win Mars40流变仪对其流变特性进行了详细的测量。汇总结果分析后发现:在较高剪应变率范围内,高浓度的聚氧化乙烯溶液均表现出剪切稀化的特性,随着剪应变率的升高,溶液的黏度逐渐下降并慢慢趋于一个定值,且温度越高这一特性越明显。而在低剪应变率范围内高浓度的聚氧化乙烯溶液均表现出先剪切增稠后剪切稀化的特性,温度越高,溶液越趋向于牛顿流体,温度越低,溶液越趋向于先剪切增稠后剪切稀化的非牛顿流体。此外还观察到了以下实验现象:随着剪应变率的不断升高,高黏度溶液在低温条件下容易爬杆;低黏度溶液在高温条件下容易甩出。4.对之前配置的6种溶液的黏温特性进行了详细的测量并使用Reynolds黏度方程拟合。汇总结果分析后发现:高浓度的聚氧化乙烯溶液的黏温特性均表现为黏度随着温度升高而下降,在同一剪应变率条件下,浓度越高的溶液,这一特性越明显;而测试时的剪应变率越高,该特性越不明显。此外基液中添加乙二醇比例对溶液黏温特性变化趋势影响不大。