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无限大接触面圆坑织构参数优化
2013年 8月 润滑与密封 Aug.2013
第38卷 第8期 LUBRICAT10N ENGINEERING V0l_38No.8
DOI:10.3969/j.issn.0254—0150.2013.08.005
无限大接触面圆坑织构参数优化
张 辉 张东亚 林 平 董光能
(西安交通大学润滑理论及轴承研究所 陕西西安710049)
摘要:运用平均流量雷诺方程建立圆坑织构表面微流体动压模型,数值分析无限大摩擦接触面织构参数对流体动
压润滑影响,并提出优化方法。研究结果表明:存在最优织构面积比区间 (5%一15%)使平均油膜压力最大,存在最
优深度4 m使平均油膜压力最大,并且最优深度与润滑膜膜厚成正比。引入新的参数:深度膜厚比。当深度膜厚比为
1.4时,平均油膜压力达到最大。在实际应用中,根据摩擦系统具体工况,由Stfibeck曲线估算系统膜厚,然后根据膜
厚求出最优坑深。在不考虑边界限制和其他限制条件前提下,随着直径的增大,织构化表面平均油膜压力线性增加,所
以较大接触面宜选用较大直径织构。
关键词:圆坑织构;Stfibeck曲线;雷诺方程;参数优化
中图分类号:THll7.1 文献标识码 :A 文章编号:0254—0150 (2013)8—023—5
ParametricOptimizationofCircularM icro-pitTextures
in InfiniteContactArea
ZhangHui ZhangDongya LinPing DongGuangneng
(TheoryofLubricationandBearingInstitute,Xi’anJiaotongUniversity,Xi’anShaanxi710049,China)
Abstract:Basedontheaverageflow modelReynoldsequation,thetribologyperformancesofcircularmic‘ro—pittextured
surfacewithdifferentgeometry parametersininfinitecontactareawerenumericallyanalyzed,andtheoptimizationmethod
wasproposed.Theresultsshow that:thereexistsanoptimal rna geofthetexturearearatio,5 % ~15 % ,whichmaximizes
theaveragefilm pressure.Th erealsoexistsanoptimal depthof4 m ,whichmaximizestheaveragefilm pressure,andthe
optimaldepthisproportionaltothefilm thickness.A new parma eter,thedepth—film thicknessratio,wasproposed.Itis
demonstratedthatwhenthedepth—film thicknessratioequals1.4,thesystem reachesitsoptimal state.Inpractice,thefilm
thicknessofthesystem canbeevaluatedaccordingtothefamousStribeckcurveandthespecificrunningcondition.There.
fore,optimal texturedepthcanbeobtainedfrom thefilm thickness.Averagefilm pressureisincreasedlinearlywiththein-
creaseofthetexturediameterwhennotconsideringtheeonfiBeoftheboundaryandotherfa
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