面向推力轴承的平行间隙热承载润滑机理研究

生产实践及科学实验均表明平行表面接触副内可形成承载量可观的油膜，而经典润滑理论却认为几何楔是形成流体动力润滑的必要条件，故不能解释上述现象。摩擦学界倾向于认为滑块宏观变形和表面微观形貌是平行间隙油膜能够承载的主要原因，但申请者在最近关于无限长平行滑块问题的研究中使用了刚性固体和光滑表面两个假设以排除表面变形和微观形貌的影响，发现热承载机理在某些条件下才是油膜存在的主要原因。.本项目拟面向工程中的滑动推力轴承，把本学科组对点、线等高副润滑热分析的研究方法及经验转移到面接触低副润滑中去，对矩形和扇形滑块等宏观上为平行间隙的润滑副开展热流体动力润滑和薄膜润滑等研究，通过理论和实验深入分析其热粘度楔承载机理，探讨热粘度楔对承载量的贡献与热变形导致的几何楔的贡献互相叠加的可能性，寻求对承载量最为有益的热边界条件，并希望能在此基础上完成平行间隙滑动推力轴承的原形设计，为工程应用指出一个可能的方向。

本项目面向工程中的滑动推力轴承，建立了面接触流体润滑理论模型，对矩形、圆形和扇形滑块等宏观上为平行间隙的润滑副开展热流体动力润滑和薄膜润滑等研究，深入分析了其热楔承载机理。基于四种不同的温度边界条件，进一步阐明并丰富了热楔承载理论：指出热粘度楔是由表面温度梯度及油膜内部的温度梯度共同决定的，且两者具有大致相等的重要性。厘清了粘温系数对热楔承载的影响，并探讨了热密度楔及热粘度楔对承载量各自的贡献。通过轴承表面造型及阶梯轴承的分析，揭示了热楔与几何楔的贡献，发现了一些特定条件下的规律，寻求对承载量最为有益的条件，以期为工程应用指出一个可能的方向。在改进的面接触试验台上进行试验，发现轻载大膜厚条件下，试验与理论结果有较好的一致性。在数值研究方法上有所创新，提出了一种在直角坐标系中解决多种几何结构滑块轴承流体润滑分析的高效简洁算法。.本项目已在国内外发表期刊论文13篇，其中SCI收录的国外摩擦学期刊论文2篇。此外还在国际摩擦学会议上宣读英文论文3篇，另有1篇中文论文已被EI期刊录用待发表。培养博士研究生1名，硕士研究生2名。