作为液压传动系统核心动力元件的轴向柱塞泵,超高压化是其必然发展趋势与要求,然而超高压化会造成其中关键的柱塞副摩擦界面油膜形成显著的固液耦合作用,对柱塞副油膜的摩擦润滑与密封承载性能产生规律尚不明确的影响。为此,建立一种基于变形矩阵法的固液耦合作用求解方法,该方法基于有限容积法解算油膜流体润滑方程,基于有限元法实现摩擦界面变形计算节点规则化设置及变形矩阵精准计算,在此基础上建立柱塞副油膜弹性流体动压润滑数值计算模型,针对采用软硬配对的柱塞副63 MPa超高压工况下的摩擦界面油膜固液耦合作用特性进行研究,结果表明:固液耦合作用有助于减小柱塞副处轴向黏性摩擦力和泄漏流量,一个周期内柱塞副总周向黏性摩擦力大小基本不变但分布更为集中,导致产生了更大峰值的瞬时摩擦力;显著的结构变形产生于柱塞副摩...

为了提高往复式密封的密封性能,对密封区内杆⁃密封界面的流变特性进行分析。基于变形理论,通过引入混合润滑状态下弹性流体动压润滑数值模型,进一步揭示了往复式密封的密封机理。基于此理论模型同时考虑多耦合场的相互作用,通过引入流体方程(考虑空化现象)、微观接触模型以及变形模型,进一步分析了不同密封表面粗糙度、润滑油黏度以及密封杆运动速度下对摩擦力、摩擦因数以及泄漏量的影响,并开展了相应实验验证。研究结果表明:密封表面粗糙度越大,界面摩擦力和泄漏量都随之增加;界面摩擦力随润滑油黏度、密封杆速的增加而降低,泄露却呈现出相反的趋势。

设计制造了推力滚子轴承光干涉润滑油膜测试系统,以滚子与玻璃盘多点接触代替传统的球-盘单点接触方式,并采用多光束干涉技术对不同载荷下的线接触润滑油膜特性进行了初步测量。分析了轴承滚子膜厚建立的过程以及滚子素线上不同位置膜厚随速度的变化情况。结果表明：随载荷增加,接触区增大,膜厚降低,弹流特征明显;随着速度的增大,在相同载荷固定位置处油膜厚度增大。

为了改善蜗杆传动副的润滑性能和抗胶合能力,提高其传动效率,在弹性流体动压润滑理论和倾斜式双滚子包络环面蜗杆传动啮合特点研究的基础上,建立了倾斜式双滚子包络环面蜗杆传动的线接触弹流润滑模型;基于Ree-Eyring流体线接触弹流润滑膜的数学模型,分析传动过程中等温最小油膜厚度及热弹流润滑最小油膜厚度的分布规律,分析了滚柱半径、滚柱偏距、喉径系数及倾斜角对热弹流润滑最小油膜厚度的影响。分析结果表明,倾斜式双滚子包络环面蜗杆传动具有更好的润滑性能;滚柱半径和喉径系数对传动副的润滑性能影响最大,为了使该传动副保持较好的润滑性能,其滚柱半径不宜过大,滚柱偏距和喉径系数不宜过小。

基于矩形断面密封圈这一简化模型,首次推导了具体的润滑方程和弹性变形方程,运用迭代算法计算了油膜厚度和油膜压力分布,并讨论了几个密封系统参数对油膜厚度的影响,对于得到预期的弹流润滑效果具有指导意义.