粗糙度影响下表面圆凹坑织构动压承载性能的CFD分析.docVIP

 粗糙度影响下表面圆凹坑织构动压承载性 能的 CFD 分析# 张文谦，朱华** 5 10 （中国矿业大学机电工程学院，江苏徐州 221116） 摘要：本文以 N-S 方程为基础，建立表面圆凹坑织构的几何模型，运用 CFD 方法模拟计算 不同参数表面织构的动压承载力，分析雷诺数、宽度、深度对动压承载性能的影响；并在引 入粗糙度参数的基础上，重点考查粗糙度对表面织构动压承载性能的影响。研究结果表明： 织构动压承载性能随雷诺数、宽度、深度的变化特性与粗糙度无关；合适的粗糙度可以增强 表面织构的动压承载性能，即粗糙度存在优势区间。研究结果对后续试验研究的开展具有一 定的指导意义。 关键词：粗糙度；表面织构；动压承载；CFD；N-S 方程 中图分类号：TH117.1 15 CFD Analysis on Hydrodynamic Capacity of Surface Cylinder Concave Texture with the Influence of Roughness Zhang Wenqian, Zhu Hua (School of Mechanical and Electrical Engineering, China Univercity of Mining Technology , 20 25 30 Xuzhou Jiangsu 221116 , China) Abstract: The geometrical model of surface cylinder concave texture was developed and the hydrodynamic bearing capacity of surface cylinder concave texture with different parameters was studied by the way of CFD based on N-S equation and analysed the influence of Reynolds number, width, depth on hydrodynamic bearing capacity. Then, surface roughness was introduced and we emphasized on the analysis of the influence of it on hydrodynamic bearing capacity. The resoults show that: the character of change of hydrodynamic bearing capacity as Reynolds number, width, depth was not connected with roughness; suitable roughness could enhance the hydrodynamic bearing capacity of surface texture, in other words, there is a optimum roughness range between which the hydrodynamic bearing capacity are the best. These conclusions could guide the later experiment. Key words: roughness ; surface texture ; hydrodynamic bearing capacity ; CFD ; N-S equation 0 引言 表面织构技术已经被证明是一种提高摩擦副摩擦学性能的有效方法。国内外诸多专家学 35 者通过理论 [1-3] 和实验方法 [4-6] 对表面织构的减摩抗磨作用做了大量的研究，并取的丰硕成 [7] [1] [8] 目前的理论和实验研究大多以摩擦副表面绝对光滑为基础，但这与实际工况并不相符， 任何表面织构减摩抗磨的作用均是在一定粗糙度背景下产生的。而有关粗糙度对表面织构摩 擦学性能影响的研究文献并不多，因此，本文通过建立表面织构的几何模型，采用基于 N-S 40 方程的 CFD 方法，模拟分析粗糙度对表面织构动压承载性能的影响。 基金项目：国家自然科学基金，国家“973 计划”课题（2007CB607605），高等学校博士学 科点专项科研基金（200802900513）和中国矿业大学青年科技基金（2010QNA24）资助。 作者简介：张文谦（1984-），男，硕士研究生，从事表面织构方面的研究 通信联