单凹坑点接触弹流润滑油膜的实验研究

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本文研究了单凹坑对点接触弹流润滑油膜的影响,其中凹坑在接触区入口一侧具有一个凸起。整个工作分为实验研究与数值分析两部分。   相关实验研究在自制光弹流实验机上进行,油膜重构使用了多光束干涉强度法。主要观察了以下内容:纯滑动条件下弹流油膜的基本特征;凹坑存在对油膜形状的影响;不同输运条件下油膜形状的差异;静载荷对油膜形状的影响;纯滚动条件下凹坑对弹流油膜的影响。结果表明:入口凹陷在一定条件下存在;速度不仅影响入口凹陷的存在,还影响最小油膜厚度的位置;纯滑动条件下,凹坑是入口凹陷产生的必要条件;静载荷对凹坑的深度几乎没有影响;纯滚动条件下,总是存在一个半月形颈缩。   使用多重网格法、多重网格积分法及极限剪应力模型,数值分析考察了速度、载荷及凸起存在与否对弹流油膜形状的影响。数值结果与实验结果取得了较好的一致。分析结果显示:随着速度的增大,入口凹陷逐渐消失,油膜的整体形状逐渐倾斜而变为楔形:随着载荷的增大,膜厚减小,入口凹陷逐渐增大:凸起的存在直接导致了入口凹陷的形成。
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