Динамика и смазка неньютоновскими жидкостями сложнонагруженных трибосопряжений поршневых и роторных машин

• Автор: Задорожная, Елена Анатольевна
• Шифр специальности: 05.02.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 359 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1 Л.Задачи динамики и смазки сложнонагруженных трибосопряжений

и обзор методов их решения

ТЕГ Уравнения движения сложнонагруженного подшипника

1Л .2. Уравнения для определения давлений в смазочном слое

1Л .3. Определение теплового состояния системы

1.2.Основные модели, описывающие поведение неньютоновских

жидкостей
1.2.1. Модели, описывающие вязкоупругие жидкости
1.2.2. Модели, описывающие структурно-вязкие жидкости
1.2.3. Модели, описывающие структурно-неоднородные жидкости
1.3.Гидромеханические характеристики сложнонагруженных трибосопряжений
1.4.Постановка задач исследования
2. МЕТОДОЛОГИЯ РАСЧЕТА ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ СИЛ В СМАЗОЧНОМ СЛОЕ НЕНЬЮТОНОВСКИХ ЖИДКОСТЕЙ
2.1 .Обобщенное уравнение Рейнольдса для гидродинамических давлений в смазочном слое неньютоновской жидкости
2.1.1. Обобщенное уравнение Рейнольдса для радиального подшипника с нерегулярной геометрией смазочного слоя
2.1.2. Формирование граничных условий для гидродинамических давлений в зависимости от конструктивных особенностей трибосопряжений
2.2.Адаптированный многосеточный алгоритм для решения уравнения Рейнольдса с учетом реологических свойств смазывающей жидкости

2.2.1. Идеология многосеточных алгоритмов интегрирования дифференциальных уравнений второго порядка
2.2.2. Разностная аппроксимация уравнения Рейнольдса для неньютоновских жидкостей
2.2.3. Численная реализация многосеточных алгоритмов
2.3.Определение гидромеханических характеристик сложнонагруженных трибосопряжений, смазываемых неньютоновскими жидкостями
2.4. Алгоритм расчета гидродинамических сил в смазочном слое неньютоновских жидкостей
2.5.Выводы по главе
3. РЕОЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СМАЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА С НЕНЬЮТОНОВСКИМИ СВОЙСТВАМИ
3.1.Построение реологической модели неньютоновского смазочного материала
3.2.Оценка адекватности реологической модели и результаты решения тестовых задач
3.3.Концепция межфазных взаимодействий смазочных pi конструкционных материалов
3.3.1. Некоторые теории, описывающие процессы адсорбции
3.3.2. Механизм образования граничных слоев и реологическая
модель для описания вязкости тонких слоев смазочного масла
3.4.Примеры расчета характеристик смазочного слоя неньютоновской жидкости для различных трибосопряжений
3.5.Выводы по главе
4. НЕИЗОТЕРМИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА СМАЗКИ СЛОЖНОНАГРУЖЕННЫХ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ
4.1.Уравнение энергии для смазочного слоя неньютоновской жидкости

4.2.Конечноразностная аппроксимация уравнений тепловой подзадачи
4.3.Алгоритм решения термогидродинамической задачи
4.4.Решение тестовых задач
4.5.Выводы по главе
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ОБЛАДАЮЩИХ НЕНЬЮТОНОВСКИМИ СВОЙСТВАМИ
5.1.Оборудование для измерения вязкости при высоких скоростях
сдвига
5.2.Методика и условия проведения эксперимента
5.2.1. Калибровка вискозиметра Rheotest RN 4.
5.2.2. Термостатирование образцов масел и результаты измерений
5.2.3. Калибровка вискозиметра TANNAS TBS 2100Е и результаты измерений
5.3.Экспериментальное определение параметров граничного слоя
с повышенной вязкостью
5.4.Зависимость между трибологическими параметрами СМ и их рео-
логическими свойствами
5.5.Выводы по главе
6. ДИНАМИКА СЛОЖНОНАГРУЖЕННЫХ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ
6.1.Вводные замечания
6.2.Системы уравнений движения подвижных элементов сложнона-груженных трибосопряжений
6.3.Методология расчета динамики гибкого асимметричного ротора на многослойных подшипниках скольжения, смазываемых неньютоновскими жидкостями
6.3.1. Геометрия многослойных ТС для гибкого ротора турбокомпрессора

Нецилиндричность подшипника и шипа в осевом направлении можно задать максимальными отклонениями 5 и 82 профиля от идеального цилиндрического и опишем соответствующей аппроксимирующей кривой. Тогда толщина СС при центральном положении шипа [182, 156]
h*{Z]) = A0 +kxzj' + k2z/2, (1.16)
где - определяет величину отклонения аппроксимирующей кривой на единицу ширины подшипника, степень параболы принимаем: /,- = 1 - для конусного шипа; /,• = 2 — для бочкообразного и седлообразного шипа.
В безразмерном виде (1.16)
h*(Zx) = + kxz{' +k2z/2. (1.17)
Здесь kj = ô / A ça1' , i — 1,2, a = B/2r .
Для круглоцилиндрической опоры при Aj = 0 толщина СС определяется хорошо известной формулой:
h( Подробные исследования влияния некруглостей шина на характеристики слож-нонагруженных подшипников коленчатого вала ДВС представлены в работах Бояршиновой А.К. и др. [20, 156 и др.].
Для круглоцилиндрического шипа его ось вращения параллельна координатной оси 0Z. На практике ось шипа может быть не параллельна оси подшипника, то есть наблюдается так называемый «перекос». Эти отклонения могут быть следствием как технологических факторов (неточность оборудования при производстве и ремонте), так и эксплуатационных (износ).
Толщину СС с учетом произвольной геометрии поверхностей трения шипа и подшипника и перекоса их осей определяем выражением [182]:
h(cp,Z,t) = h (<р,Zj,7)cos(<^-^(())-z • <т/а• cos(^-£(7)), (1-19)
где а - относительный перекос шипа на торцах опоры; e(t) - угол отклонения плоскости перекоса от координатной плоскости. Величины %(tô(t),s(t) определяются решением системы уравнений движения.