液相压膜磁行为弯曲Porous-Rotating粗糙的环形板和弹性变形的效果

文摘

努力指向之间的压膜性能研究与分析旋转横粗糙多孔环形板在弯曲的磁性流体润滑剂考虑弹性变形的影响。与非零均值随机随机变量,方差,偏态特征的随机轴承表面的粗糙度。借助合适的边界条件,相关的随机平均雷诺兹方程求解得到压力分布,从而导致承载力的计算。的图形化表示建立横向粗糙度,一般来说,负面影响的性能特征。然而,磁化寄存器相对提高性能。发现变形导致承载力下降,进一步减少了孔隙度。这次调查表明孔隙度的不利影响,标准差和变形可以补偿一定程度的积极影响磁性流体润滑的情况下扭曲了粗糙度通过选择转动惯量和长宽比,尤其是对曲率参数的合适的比率。

1。介绍

这是阿奇博尔德(1)提出了紧缩的行为之间的电影各种平面几何配置。吴(2]分析了旋转压膜性能的多孔环形磁盘。普拉卡什和Vij3)利用著名的摩根卡梅隆近似假设多孔面临小。Murti [4)调查了弯曲的圆板的压膜性能指数描述膜厚度的表达式。他的分析是基于这样一个假设:中央膜厚度是恒定的,而不是考虑的最小膜厚海斯(5]。古普塔和Vora6]分析扩展到相应的环形板的问题。帕特尔和Deheri7]研究了压膜弯曲的圆板之间的行为考虑描述的膜厚度双曲表达式。

所有上述研究处理传统的润滑剂。磁性流体作为润滑剂的使用修改轴承系统的性能吸引了越来越多的关注。Agrawal [8]调查porous-inclined滑块轴承的性能与磁性流体润滑剂。时(9]讨论了压膜性能的磁性流体润滑剂。Bhat和Deheri10]分析了压膜行为以磁性流体为两个环形磁盘之间的润滑剂。在这里,发现磁性流体润滑剂的应用增强了压膜的性能。当然,磁性流体由细磁颗粒悬浮在磁被动的溶剂。关于行为的细节和磁性流体的性质,一个人可以一眼Bhat [11]。然而,在实际板的平面度不忍受由于弹性,热量和不均匀磨损的影响。这个角度看,Bhat和Deheri12]分析了液相压膜性能的磁性行为的配置Ajwaliya [13]。这是观察到的磁性流体润滑剂显著提高液相磁轴承系统的性能。奥斯曼et al。14)处理轴承的静止和动态特性的磁性流体润滑剂。特里帕西et al。15]扩展分析Bhat和Deheri [12)通过加入旋转的盘子。林等。16)考虑压膜弯曲的圆板之间的性能与导电流体在存在横向磁场。

这些研究强调磁性液体的压力影响的重要性和润滑油在润滑过程的磁化效应,反过来,渲染的作用磁场和磁性流体润滑明显清晰。除此之外,一些调查表明,在一般情况下,磁性流体可以胜过非磁性润滑剂在评估压膜轴承系统的性能。

最近,相当大的注意力都集中在磁性流体作为润滑剂的使用修改轴承系统的性能。铁磁流体/磁性流体是一种特殊类别的智能纳米材料,特别是磁性可控纳米流体。这些类型的纳米流体等磁性纳米颗粒胶体铁₃O₄,菲₃O₄、钴铁₂O₄、公司、铁、Fe-C稳定分散在液体载体。因此,这些纳米材料清单同时磁性液体和磁性。这些液体找到有好的使用在工程和生物医学应用程序。事实上,在任何讨论的液体磁性,可分为以下类别:铁磁流体;(磁流变液体;()分散微米大小的颗粒,()液体含有顺磁性粒子。事实上,铁磁流体/磁性液体稳定之后铁或铁磁颗粒的分散纳米粒子在液体载体ferro-fluid时受到一个磁场,磁场梯度,和/或重力场,以胶态悬浮体保持稳定。磁性粒子通常需要大约10 nm直径。粒子的大小,无论他们是铁素体或金属,只拥有一个磁畴;也就是说,单个粒子在一个永久的饱和磁化的状态。因此,单个粒子之间存在强烈的长程静磁吸引力。磁性液体的最重要的属性之一是,他们可以保留在所需的位置由外部磁场。

刘等人。17]分析了摩擦特性不同的润滑方式下交变磁场的液体。这是得出结论,磁性流体润滑剂润滑性能比非磁性润滑剂(膨胀石墨),因为它可能继续摩擦对均匀,和磁性流体润滑剂的耐力比非磁性的润滑剂。

在收到一些纠纷和磨损,轴承表面粗糙度。有时甚至润滑油的污染和化学降解的表面粗糙度。粗糙度似乎是随机字符。为了研究和分析表面粗糙度对轴承的性能的影响系统,已经提出了很多方法。Tzeng和Saibel18]采用随机方法的数学模型,随机粗糙。克里斯腾森和托尼过去19- - - - - -21)修改和发展的方法Tzeng和Saibel18)提出一个全面的总体分析表面粗糙度(横向和纵向)利用概率密度函数。随后,大量的调查使用克里斯坦森和托尼过去的方法对表面粗糙度的影响(普拉卡什和女子22];生(23];(古哈24];古普塔和Deheri25])。Andharia et al。26,27)提出了一个研究处理表面粗糙度的影响性能的压膜轴承利用随机分析。许et al。28)处理表面粗糙度和转动惯量的压膜特征之间的平行圆形磁盘。最近,Shimpi和Deheri [29日]报道的行为液相粗短的磁轴承的性能特征。这里,它成立的综合效应磁化和扭曲了粗糙度显著正的。停(30.)考虑接触问题的多孔离合器盘模拟通过环形板结合的弹性变形和表面粗糙度的影响多孔住房。生(23]讨论了性能之间的压膜旋转多孔圆形盘子和研究表面粗糙度的影响随着弹性变形,

普拉卡什和Peeken31日)研究了表面粗糙度和弹性变形的影响在一维滑动轴承和发现存在的粗糙度和弹性变形之间的强相互作用。Chatchai和Mongkol32)描述了表面粗糙度的影响和弹性变形的轴承衬径向轴承的静态和动态特征。这是证明了粗糙度模式,弹性变形,幂律指数显著影响严重的操作条件下轴颈轴承的特点。最近,Shimpi和Deheri [33)研究了表面粗糙度的影响,弹性变形影响的行为之间的压膜旋转多孔圆形盘子,同心圆形口袋在存在磁性流体润滑剂。负面影响的结果表明,粗糙度,孔隙度,变形可以最小化的积极影响磁化选择一个合适的口袋半径的情况下扭曲了粗糙度。

一直努力来处理表面粗糙度和变形的综合效应曲线porous-rotating环形板的压膜性能的磁性流体润滑剂。

2。分析

图1处理轴承系统的配置组成的环形磁盘。

两个磁盘被认为是弹性变形,和他们的接触表面是假定为横向粗糙。上走向低磁盘通常与一个统一的速度。磁盘都认为横着粗糙的表面。针对调查关于粗糙度的随机模型,由克里斯腾森和托尼过去(19- - - - - -21和生23),作为膜厚度 在表示顺利和轻膜厚度的一部分,部分是由于表面粗糙度的测量水平意味着什么,它所表达的随机字符变量是由概率密度函数 在哪里是最大的平均偏差膜厚度。的意思是的标准偏差和参数这是对称随机变量的测量被定义为 在哪里表示定义的期望值

假设沿表面由上板躺 方法以正常速度下盘躺在表面 在哪里是中央板块之间的距离,和曲率参数相应的盘子。中央膜厚度然后由Bhat定义(11]

上部和下部板旋转角速度和分别为, 此外, 在哪里旋转比例假设轴对称的环形板之间的磁性流体流动在一个斜磁场 在大小是一个函数的消失在(内半径)和(外半径)。后Bhat和Deheri10]和Bhat [11),它被认为 在哪里选择有磁场的强度。的倾向可以确定的假设形成 修改后的雷诺方程管理电影压力在一般的假设条件下磁流体润滑需要的表单(所23],Bhat和Deheri [12),帕特尔和Deheri [34]) 与 在哪里自由空间的渗透性,粒子的磁化率和吗润滑剂的粘度,面临的是多孔的渗透率,多孔介质的厚度,是当地面临的多孔弹性变形,然后呢是参考环境压力。关于变形的细节方面一个是要求参考所(23,35]。相关的边界条件 针对下面的无量纲量, 润滑剂和密度是角速度。

结合随机平均雷诺方程(13边界条件(下)15),一个获得无因次压力分布的表达式 在哪里

无因次形式的承载力,计算 导致

3所示。结果与讨论

很容易看出的无因次电影压力(17),(20.)确定的分布从这些方程无因次承载力是观察到的压力分布和承载力取决于各种参数等,,,,,,,,和。这些参数分别描述磁化的影响,表面粗糙度,长宽比、孔隙度、曲率参数、转动惯量和弹性变形。

注意到,这次调查与光滑表面无孔的轴承减少研究Bhat和Deheri10液相压膜)处理磁环形板之间没有旋转和变形。此外,考虑到磁化参数等于零的无孔的轴承与光滑表面,一个可以获得的结果普拉卡什和Vij3当没有旋转和变形。此外,设置磁化参数为零与光滑表面多孔轴承,可以利用Bhat[的结果11当没有变形。仔细看(20.)倾向于表明轴承的弹性变形降低了承载能力。此外,注意到从(17)无因次压力增加 而(20.)建立无量纲的承载力得到提高 相比传统的润滑剂。清单,负荷能力的表达式对磁化参数是线性的,因此无量纲载荷承载能力增加而增加磁化参数。磁化导致一种改进的性能,因为它增加了粘度的润滑油导致压力的增加,从而使承载力提高。透露,长宽比在改善中扮演着关键角色液相粗糙的磁轴承系统的性能。此外,无因次压力分布的表达式表明,轴承的弹性变形明显扭曲了的压力分布。

看到的是横向表面粗糙度的轴承系统的性能产生不利影响,这负面影响是由于弹性变形更重要。可能,这可能是由于这一事实的表面粗糙度轴承系统阻碍润滑剂的运动,从而导致承载力下降。

承载力的分布对磁化参数不同的值,,,,,,,和中给出的数据2(一个)- - - - - -2(我)表明承载力略有增加,由于磁性流体润滑剂。密切关注的数据清楚地表明名义上轴承系统的性能得到改善,变得更加尖锐的情况下和当负面倾斜的粗糙度。

它很容易注意到曲率参数可忽视地增加承载力不同,圆板的情况下调查Shimpi和Deheri33]。此外,它是提高承载力相对比较少在这里对比的情况下圆形几何讨论Shimpi和Deheri33]。

概要文件分布的无因次承载力的标准偏差提出了数字3(一个)- - - - - -3 (f)。在这里,它是指出,标准偏差对轴承的性能有不利影响系统的承载力大大减少由于标准差。然而,这种减少是相对较少的长宽比,虽然这率降低的孔隙度。还发现,孔隙率已经降低了由于标准差承载力降低。显示的是大变形这种负面影响更明显的价值。

可以看到无因次承载力的变化有关(积极的)数据4(一)- - - - - -4(f)。(积极的)脱脂承载力。见过,(负面)诱导提高承载力。但变形的影响与对承载力的变化不是锋利的效果是名义上的。有趣的是,孔隙度的分布的影响承载力的差异可以忽略不计。

这个概要文件的承载力对偏态的分布描述了数据5(一个)- - - - - -5 (d)。发现的偏态遵循趋势方差。然而,人们很容易看到,扭曲了粗糙度的积极影响是相对尖锐的方差比消极的影响。此外,一个人可以想象的综合效应扭曲了粗糙度和消极的方差显著积极的在大部分的情况下。

宽高比的影响分布的承载力提出了数字6(一)- - - - - -6 (c)。观察到,承载力大幅减少与长宽比的增加,因此它对轴承系统的性能有着重要的影响。然而,孔隙度的分布的影响承载力的比例几乎可以忽略不计从图可以看出6(一)。

数据7(一)- - - - - -7 (b)清楚的表明,孔隙度对轴承系统的性能的影响是相当不利的承载力大幅减少由于孔隙度和这种效应更明显的转动惯量。除此之外,有一种强烈的负面影响时由于孔隙度大的变形值。

图8(一个)表明,转动惯量增加承载力和变形的效果更加显著较小值时。这个数字也表明,与圆形几何变形诱发的情况下大幅降低承载力。最后,图8 (b)处理承载力的变化对曲率参数表明,上层板的曲率参数降低承载力,而相反的是降低板的曲率参数的趋势。此外,上板曲率参数的影响更明显降低板的曲率参数值较小。

在缺乏相应的旋转比较目前的情况Bhat和Deheri [10]表明,承载力更增加导致整体提高性能至少在扭曲了粗糙度的情况下选择合适的曲率参数。这里介绍考试的一些数据显示,合并后的负面影响孔隙度值和标准偏差是更加突出当大变形。当然,这种负面影响转动惯量补充道。建议的不利影响孔隙度、标准差,转动惯量和变形可以补偿到一定程度的积极影响磁性流体润滑剂在捡合适的价值观扭曲了粗糙度的长宽比,当负的方差。

4所示。验证

可用的结果密切关注本文表明小曲率参数的值的影响更锋利的比林et al。(16)尽管粗糙度和变形降低承载力。

为了提高本文的结论的验证以下组进行了比较与其他知名出版作品。

在表中1,2和3(我)代表了承载力不考虑给定的数量从帕特尔和Deheri [34]

在表4(2)代表了承载力不考虑给定的数量从Shimpi Deheri [33]。

5。结论

清楚地看到,大多数的参数似乎轴承系统性能的不利影响,因此,从轴承的生命周期的角度来看,这个调查清楚地表明粗糙度必须占在设计轴承系统即使合适的磁化参数值,转动惯量和曲率参数是变形的影响是同样重要的。吸引注意,轴承可以支持一个负载即使没有流尽管事实上有几个因素有影响系统不利(孔隙度、标准偏差和变形影响最)这永远不会发生在传统的润滑剂。最后,它指出,即使是长宽比可能发挥重要作用在改善这种类型的轴承系统的性能考虑变形和转动惯量的适度值。

确认

作者欣然承认卓有成效的评论,评论,和建议的评论者导致整体改善纸的表示。进一步,作者感谢审稿人的宝贵的建议将一段资格验证。

引用

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