几压力挤压电影与VPD弯曲圆几何

文摘

几个问题的压力挤压电影考虑粘度依赖(VPD)分析了在弯曲圆几何。利用斯托克斯microcontinuum理论和巴拉斯公式,雷诺方程被派生类型。压膜压力的近似解析表达式使用扰动和负荷能力的技术。数值解并给出了压膜压力和负荷能力的正弦运动上弯曲的磁盘,假设一个曲率的指数形式。曲率的影响,非牛顿夫妇强调,VPD及其影响调查通过压膜压力和压膜的负荷能力。

1。介绍

工程和科学的许多领域,如润滑关节,齿轮,粘滞阻尼器、轴承、汽车和飞机发动机见证压膜现象的重要作用。压膜是一层薄薄的接近表面之间的粘性流体。表面之间的粘性润滑剂包含,需要一定的时间这些表面相互接触,不能挤出润滑剂瞬间。自粘性润滑剂抗挤压,压力是建立在这个区间,然后支持负载润滑膜。

在大多数经典流体动力润滑的研究,它是假定润滑剂的行为作为牛顿流体研究Pinkus和Sternlicht1)和琼斯和威尔逊(2]。近年来,实验结果表明,添加少量的长的链状聚合物,牛顿流体提供最理想的润滑剂。实验结果显示,通过峰值(3)基础油与粘度指数改进混合可以提高润滑油的行为在水动力接触。许多microcontinuum理论由Ariman和西尔维斯特(4,5和斯托克斯6)来描述这种非牛顿润滑剂的流变行为。其中,斯托克斯microcontinuum理论被认为是最简单的概括的古典连续介质理论流体,它允许等极性效应的存在一些压力和身体的夫妇。一些调查人员如Ramanaiah [7],Bujurke和Naduvinamani [8],和Alyaqout Elsharkawy [9)认为斯托克斯microcontinuum理论研究各种轴承系统由于其相对数学简单。在文学,调查这对情侣之间的压力挤压电影圆球体之间的磁盘和一个平板和多孔表面之间由林和挂10林),(11],Naduvinamani et al。12),分别。然而,许多实用的弯板几何代表涉及液体动力润滑的机械。可以看出在挤压流问题,接近表面之间的间隙宽度很小,与表面的尺寸相比。因此即使顺序弯曲的波纹板很小,non-flatness在压膜流的影响不一定是微不足道的如图所示古普塔和卡普尔(13],Usha和Vimala [14,15]。因此,压膜上的曲率影响的行为也明显的在这个研究。

研究等温粘度与压力变化,不可压缩挤压电影并行磁盘之间巴特勒(16)表明,预测流体压力较高时VPD比等粘度的情况下考虑。粘度与压力和温度变化的影响已经被研究了古尔德(17),它已经表明,上述效应发挥重要作用在压膜行为。Kalogirou et al。18)研究了VPD不可压缩牛顿泊肃叶流动液体。卢和林(19)研究了夫妇的压力和VPD sphere-plate压膜系统,观察到这些影响提高压膜的负荷能力。

圆形压膜系统可用于biolubricated关节滑膜等关节和汽车变速器的离合器片。摘要一对压膜的流动压力流体之间的平圆形固定磁盘和一个弯曲的圆移动磁盘被认为是考虑VPD。利用斯托克斯microcontinuum理论和巴拉斯公式,非线性雷诺方程派生类型。压膜压力的近似解析表达式使用扰动和负荷能力是获得技术。数值结果得到正弦运动的磁盘上弯曲的曲率所描述的指数形式。一些压力的影响、曲率和粘度与压力及其组合变化对压膜特性的影响。

2。数学公式

不稳定,axi-symmetric层流的不可压缩两平面圆形低磁盘之间的流体压力磁盘和一个弯曲的圆上的半径如图1。磁盘上弯曲方法平圆盘挤压速度越低。

假设身体力量和身体夫妇缺席,不可压缩的运动控制方程两压力流体axi-symmetric情况下利用斯托克斯microcontinuum理论形式 在哪里和速度分量吗和方向,分别这部电影是压力,是流体密度,是剪切粘度,代表了新材料常数与这对夫妇压力特性。考虑粘度与压力的变化,巴拉斯等温VPD的公式 在哪里是在恒定的温度和粘度在环境压力和吗是pressure-viscosity系数。速度分量是无滑动的边界条件给出的条件 而很少有人给出的应力条件 压膜压力边界条件

3所示。无量纲形式的问题

介绍下面的无量纲量 在这里是这对夫妇压力参数的长度,这个长度的链长可能被视为极性添加剂的润滑油。使用(2)和(6),的控制方程的无量纲形式(1),采取的形式 压膜的无量纲形式的压力在哪里是由和粘度参数。nondimensionalization,速度的边界条件成为组件和压力 解决(8)和边界条件(10)和(11),得到径向速度分量 结合连续性方程(7)对和使用轴向速度分量的边界条件(10)和(11雷诺兹),非牛顿型方程得到 在哪里。

发现高度非线性方程的近似解析解(14),压膜压力增加,使用一个小扰动,在表单中 与。用(15在雷诺方程类型(14),在压力条件下的零阶问题 在哪里。条件的压力 通过求解(16)的边界条件(17),零阶解 同样,一阶问题 在哪里与 一阶解 在哪里和集成的虚拟变量代表径向坐标吗。替换和在(15),近似压膜压力获得的是 无量纲载荷承载能力现在是通过整合电影压力给定的(22), 在哪里,,集成的虚拟变量代表吗和nondimensionalization负荷能力是由。方程(22)和(23)给压膜压力和负荷能力的任意形状上弯曲的磁盘。

4所示。正弦运动解决方案

假设的一种具体形式给出的问题是分析。在这里代表中央膜厚度弯曲的曲率轮廓磁盘。正弦运动的解上弯曲的磁盘。在这里是初始膜厚度和和振幅和正弦运动的角频率,分别。这里假设曲率轮廓指数形式在哪里是曲率参数为凹磁盘,为凸磁盘平圆盘。使用的无量纲量(6)以及 的无量纲形式,,是由 在哪里。弯曲的配置磁盘各种曲率参数的值如图2。无因次压膜压力和力可以获得(22)和(23)使用(25)。考虑到平圆盘情况下,间隙宽度成为独立的径向坐标;也就是说,。在这种情况下,压膜压力和负荷能力获得(22)和(23),

5。结果和讨论

曲率的影响,一些压力和粘度的变化与压力压膜行为分析利用斯托克斯microcontinuum理论和巴拉斯VPD的公式。夫妇在压膜应力的影响特征观察通过无量纲压力参数通过曲率参数,曲率的影响,通过粘度和粘度的变化与压力参数。考虑磁盘上弯曲的正弦运动,压膜特性的流平圆盘得到,分别从(26)和(27)。在这里,一个小振幅是正弦运动和时间吗被选为挤压状态。

数据3- - - - - -5现在平圆盘的压膜特性。图3显示的是压膜的压力作为径向坐标的函数小幅度的正弦运动在时间和粘度参数和一些压力参数的不同值。更高的压力获得更大的价值由于旋转更多的微观结构存在于液体。图4显示的函数为,,和不同的价值观。获得更高的电影压力通过考虑VPD (),而等粘度的情况下(),增加压膜压力与增加粘度参数观察。

图5描述了负荷能力的变化的函数响应时间为和不同的价值观和在平圆盘的情况下。相比等粘度的牛顿情况和观察到,增加负荷能力与这对夫妇压力参数和。进一步提高是当考虑VPD和。一些压力和VPD的影响相结合,和,进一步提高负荷能力。

数据6- - - - - -9现在流的压膜特征在弯曲盘情况下相同的振幅正弦运动。数据6(一)和6 (b)显示压力图,和不同的价值观凹()和凸()磁盘的情况下,分别。这是观察到的情况下,压膜压力增加而增加一些压力参数。此外,看到的是压膜的压力是较大的值更重要凹的本质上的弯曲的磁盘。数据7(一)和7 (b)显示压膜压力作为径向坐标的函数与,和不同的价值观分别在凹凸磁盘的情况下。在凹凸磁盘情况下,更高的压膜压力通过考虑VPD与观察相比,等粘度的情况和压膜压力进一步增加与增加粘度参数观察,尤其是在凹磁盘的情况下。数据8(一个)和8 (b)描述负荷能力的变化的函数响应时间为和不同的价值观和凹()和凸()磁盘的情况下,分别。增加负荷能力获得和增加一些压力参数。进一步提高负荷能力的观察都在考虑VPD凹凸的本质上弯曲的磁盘。图9显示负荷能力的变化响应时间的函数,和各种曲率值参数。可以看出负荷能力更高凹磁盘比平面凸磁盘的磁盘,而它是低于平圆盘。

6。结论

夫妇的结合影响压力和VPD的弯曲压膜行为研究通过压膜压力和负荷能力。利用斯托克斯microcontinuum理论和巴拉斯公式,雷诺方程派生类型。压膜压力和负荷能力的表达式推导使用摄动技术。可以看出一些压力的影响,粘度的变化与压力,和曲率及其联合效应强烈影响压膜行为。即夫妇压力参数值越大,越压膜的负荷能力。这种影响粘度时更重要的压力依赖性(VPD)被认为是。压膜压力的大小和负荷能力凹磁盘总是比在平坦而总是少一个凸磁盘这表明压膜的载重量是强烈影响的曲率上移动磁盘除了VPD和几个应力参数。在整个曲率VPD的组合效应和压力压膜压力和负荷能力被认为是更重要的在一个凹磁盘。因此,凹的磁盘更适合实际应用的压膜流动与压力液体。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

作者表达诚挚的感谢审稿人和编辑对他们有价值的建议,提高纸在其目前的形式。

引用

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