【序文】

摩擦和磨损呀，那但是轴承性能靠近的主要勤恳之一呢。有一项新的超是非的有计划标明，如果改革轴承的不详纹理，就能大大提高轴承的性能哦，这巧合即是减少轴承摩擦和磨损的最棒优化办法啦。

【使用非牛顿流体改善径向轴承性能】

两个发动机部件之间的相对通顺这事儿相配让东说念主担忧，毕竟它会影响机械系统的恒久性能呀。为了能撑住这些会动的机器部件，有计划东说念主员就用上了轴承系统，因为这玩意儿浮浅又可靠，精度还挺高呢。

径向载荷的流体动压呢，径向轴承在工业中很常用，像涡轮机、压缩机和泵这些成立王人有它。很多有计划王人主要勾通在影响轴承性能的润滑性情方面啦，其中对非牛顿流体以及它对润滑触点性情的影响所作念的有计划是最垂死的。

这是因为非牛顿流体具备抗磨损、低摩擦以及高压的性情呀，牛顿流体的剪切应力和剪切应变性质是呈线性的呢，可非牛顿流体的性质口舌线性的哦，然后用 FLUENT 软件作念了三维 CFD 分析，有计划的是用宾汉姆流体来润滑的径向轴承。

有计划东说念主员把牛顿流体跟改性物资夹杂起来润滑径向轴承，这一流程中发现了彭胀以及假塑性的性情。由此得出论断，如果处于非牛顿润滑剂的情形下，承载智力和摩擦归天会相对比较高。

在假塑性流体的情形下呀，情况刚好反过来啦。如果酌量非牛顿拉比诺维奇流动变态学的影响，那有限长度径向轴承运行的时候呢，跟牛顿润滑剂比较，彭胀润滑剂会有更高的油膜压力和负载守旧值哦，不外如果加塑性润滑剂的话，情况就碰劲相悖啦。

讲解把 MR 流体加进去，能让径向轴承的承载智力变强，有计划得出了，应用宾汉塑性流体的静压轴承的精确默契模子，这个模子展现了磁流变或者电流变流体的潜在用处，用于放胆屈服应力。

这践诺标明，非牛顿流体在裁减杂音方面，疏水轴承比牛顿流体的作用更卓绝，相配强调宾汉姆塑性轴承，当是弧线挤压油膜轴承时，使用纵向不详度会让压力有点下落，名义不详度的增大也会对轴承启动工夫的行径产生影响。

改革轴承名义的纹理呀，或者给它涂层，这能对轴承的杂音水平产生很大影响呢。对于用非牛顿润滑剂的径向轴承声学指数的有计划，咫尺还挺少的。本有计划主如果去分析那些名义不详度不不异，还有用非牛顿宾汉塑性流体润滑剂的径向轴承的摩擦学和声学行径。

有计划把轴承的偏心率比以及多相空化这类成分王人酌量进去了，还应用了更正后的气液两相流模子，目的是能精确地展望轴承的声学行径呢，这是通过规划弗成压缩流体的纳维 - 斯托克斯方程来罢了的。

【轴承摩擦学性情】

在这使命里，有计划东说念主员利用 K - ε 步调以及湍流模子去求解雷诺平均纳维 - 斯托克斯方程，还应用质地守恒方程来算出流体流动的参数呢。通过对流体施加在轴承名义的压力进行规划，就能得出轴承的承载智力啦。

对于宾汉塑性润滑剂的流动行径呀，咱这有计划用 Herschel-Bulkley 模子来建模啦。这个模子呢，能把宾汉塑性润滑剂的非牛顿流变性质给形色出来，也即是说呀，在初始流动之前呢，得有个有限的屈服应力呢。通过颐养这模子的参数值呀，就能模拟宾汉塑性润滑剂的性情啦。

还得酌量名义的不详度呀，这对轴承内润滑剂的流动有影响呢。通过应用砂粒模子去模拟真的的不详名义，就能详情等效的砂粒不详度高度，然后把它调节成几何名义不详度的高度。轴承的不详度和参数 R 是有相干性的，还能通过相干方程来规划呢。

这项有计划的目的呢，是通过对规划流体的能源学行径进行考量，把宾汉塑性润滑剂以及名义不详度等成分王人酌量进去，以此来有计划轴承的摩擦学性情以及噪声产生情况。在疏通的操作条款下进行屡次规划，还要有计划不同网格层下的流体能源压力情况。证据敏锐性收尾，把润滑油层给区别出来了。

当把层进行区别后，那几个值对 CFD 模子里流体能源压力的影响如果小于 4%呢，咱这有计划就用了八层的域区别啦，这种区别能给出合理的规划时刻，还有好治理的落寞网格级别呢。

这使得在径向、圆周以及轴向方朝上的网格散布是 836025 啦，规划域里的元素数目为 72,000 呢，节点数目是 84,240 呀，最大偏度是 0.42322 哦，轴颈相对固定轴承名义会随着转速ω迁移呢，仿真流程中使用了压力进口和压力出口鸿沟条款哟。

进口和出口处的压力值呢，就假定成环境压力或者零压力呗。名义的转速呀，要按照每分钟 120 转的速率去颐养呢，这么就能适合迁移壁鸿沟条款啦。轴承的不详度品级 R 呢，在 0 微米、0.4 微米、1.6 微米和 12.5 微米之间来往变化哦。

为特出到准确的压力规划呀，就用 SIMPLE 有计划去作念速率 - 压力的耦合啦。在空间破碎化这方面呢，动量、湍流动能以及湍流耗散率用的是一阶上立场式，体积分数选的是 QUICK 有计划，基于压力的求解器呢，用的是方程的欠轻佻要领来颐养规划变量的更新频率哟。

把压力、动量、湍流动能以及湍流耗散率的欠轻佻因子，从原先的默许值裁减到冒失 0.2、0.2 还有 0.5 啦，这么能让管理速率变快呢。咱这有计划是用 ANSYS 来模拟轴承的摩擦学性情哒，把规划域构建、鸿沟条款设立还有求解器参数成立这些方面的要领王人详备地说啦。

【更正承载智力、裁减杂音】

通过对比践诺收尾，考据了所研发的规划要领。收尾标明，刻下仿真和之前的仿真收尾收支冒失 4%，跟践诺收尾的缺欠约为 6%。用这儿生成的 CFD 代码得出的数值，和已发布的收尾很接近，这就讲解了刻下数值模子是灵验的。

咫尺的仿真跟之前发布的仿真，各异冒失是 4%，而咫尺的仿真和践诺的收尾偏差冒失是 6%，这就阐述，用咫尺生成的 CFD 代码得出的值，在数值和践诺方面王人跟已发布的值很接近，也讲解了咫尺这个数值模子是灵验的。

在承载智力这方面呀，如果名义不详度降到了理念念的进程，那轴承的承载智力就会达到最高啦；如果名义不详度变高了呢，承载智力就会裁减咯。

在摩擦力这方面呀，和那种理念念的光滑径向轴承比起来呢，不详度低一些就会让摩擦力增大啦，可如果不详度水平高潮到“不详”这个进程呢，摩擦力就会缓缓变小啦，比及了最高的不详度水平的时候，跟理念念的光滑轴承比呢，摩擦力也就只加多了还不到 2%呢。

在声学性能这块呢，我们有计划了轴承杂音，其中主要观念——平均声功率水平哦，不详度让平均声功率级裁减啦。当不详度水平不绝加多的时候，声功率水平就会下落呢，也即是说加多名义不详度能够裁减轴承杂音哟。

咫尺的数值模子，在算出来的收尾上，跟一经公布的仿真和践诺收尾很操纵呢，名义不详度对轴承的承载智力、摩擦力以及杂音水平王人有着权臣的影响，以后的有计划得进一步把名义不详度给优化好，像局势啦、不详区域的大小啦还有最好不详度值 R 一个之类的。

有计划东说念主员要长远有计划轴承摩擦性能的话，就得酌量名义不详度、压力弧线以及蒸汽体积分数对它的影响啦。在轴承中平面区域的分析收尾里，偏心率比是 0.4 呢，轴颈转速为 120 rpm 呀。大压力区域处在 90°到 150°之间，最小压力则散布在 150°到 360°之间。

当名义不详度达到最小那值的时候，最高压力会出咫尺这个位置嘞。如果名义不详度是 12.5 μm 呢，压力就最低啦。随着名义不详度不绝加多呀，预期的峰值压力值就会下落嘞，在不同名义不详度品级 R 值的情况下，粗轴承的流体能源压力也会裁减哒。

轴承名义如果越不详，那最大压力就越低啦，在径向轴承里会形成一个 65°到 75°角的蒸汽区域呢，这就阐述我们这个有计划用的气蚀模子，也即是多相夹杂气空化要领，是不错形色粗加工轴承中不雅察到的气蚀昂扬的，底下这张图讲的是偏心率比对粗加工径向轴承的承载智力和平均声功率水平的影响。

通过 CFD 分析践诺能不雅察到，在不同名义不详度的情况下，宾汉塑性润滑剂在轴承里的流动行径。当名义不详度增大时，轴承名义的最大压力会相应裁减，原因是不详名义提供了更多的战争面积，进而加多了润滑剂的黏赞誉润滑收尾。

在比较不详的名义上呀，润滑剂能更好地把名义的凹坑给填满啦，这么就能形成更强健的润滑膜啦，局部的高压力区域也就减少啦。在作念践诺的时候呢，不雅察到一个故理由的昂扬，即是在轴承的 65°到 75°这个角度鸿沟内，存在着压力归天呢。

这巧合是因为阿谁角度处的名义模样特质，形成了流体能源学的不彊壮，让润滑剂在这儿没法形成优良的润滑膜，进而提高了摩擦和压力。宾汉塑性润滑剂的粘度超高，是以能把名义凹坑灵验填满，还能给出较好的摩擦保护见效。

过高的黏度有可能会加大润滑剂的黏附力，激发一定量的能量损耗。如果酌量不详度的话，有计划东说念主员就能看到宾汉塑性润滑剂流体中径颈轴承的压力散布气象。把名义不详度加多，就能让轴承名义的最大压力裁减，还能提高润滑收尾呢。

有些特定的名义方法，巧合会激发流体能源学的不彊壮，润滑膜没法在阿谁区域形成。这些发现给轴承遐想和润滑剂聘请提供了关键的参考依据，能提高轴承的摩擦性能和寿命。这项有计划针对使用非牛顿宾厄姆塑料润滑的工程粗轴颈轴承，伸开了长远的摩擦学和声学性情方面的有计划。

无论不详度品级咋样，理念念光滑轴承和粗加工轴承的摩擦力各异不算大。从声学行径方面来看，不详度水平一加多，声功率水平就会裁减。给轴承加多不详度好像是一种能裁减杂音的办法，不外降噪收尾不是很显豁。

进一步有计划能把能量方程给引入进来，这么就能对轴承有个更全面的形色啦。要念念补充工程粗加工轴颈轴承的参考呢，就得进行更长远的有计划，把不详度参数给优化好，像不详度局势、不详区域的大小还有最好不详度水平这些王人得酌量到。

这么能让润滑剂的黏附性和填充性能变好，从而形成更强健的润滑膜，裁减了摩擦和磨损的风险。

在轴承的特定角度鸿沟里能不雅察到压力归天，很可能是因为这个角度处的名义模样特征，激发了流体能源学的不彊壮性，这就让润滑剂在这儿没法形成满盈的润滑膜，从而加多了摩擦和压力。

较高的黏度有可能导致一定的能量损耗呢。在本色的应用流程里，得抽象考量润滑剂的黏度以过甚他的性能观念，这么才能均衡好润滑收尾和能量损耗。通过把不详度酌量进去，在宾汉塑性润滑剂流体动径颈轴承的 CFD 分析中，有计划东说念主员发现，提高名义不详度能够裁减最大压力，还能改善润滑收尾。

在特定的角度鸿沟内呀，名义的模样特征呢，有可能会激发流体能源学的不彊壮性哦。这些有计划出来的收尾呢，对于轴承的遐想啦、润滑剂的聘请啦，还有摩擦性能的提高呀，王人有着很垂死的参考价值呢。在本色应用的时候呢，得抽象着去酌量，像名义的不详度以过甚他的一些成分呀，这么才能优化轴承的性能和寿命呢。

【结语】

利用不详纹理，加上用非牛顿流体润滑剂的径向轴承遐想，能提高轴承性能，让承载智力变好还能减少杂音，这种优化遐想为机械工业开采了新地点，变成新器具，让机械系统性能恒久得回优化。

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