高速/超高速弹流润滑行为与机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51675046
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0505.机械摩擦学与表面技术
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The rolling bearings used in major equipment such as high-speed railway train, aero-engine, usually operate at high-speed or ultra-high speed conditions, which puts forward increasingly demands for rolling bearing performance. As a consequence of the increasing rotational speeds requirements, the behaviors and mechanism of elastohydrodynamic lubrication (EHL) at high/ultra-high speed condition must be systematically explored as the main lubrication mechanism of rolling bearing. To this end, this project is proposed to conduct the fundamental research on the behavior and mechanism of high/ultra-high speed EHL based on experiment and theoretical modeling. The main research includes: (1) To develop new high/ultra-high speed EHL test rig based on ball-on-glass ring mode, which can measure lubrication film thickness at speeds up to about 60~80 m/s, interfacial limit shear stress between the lubricant and the surfaces, and boundary slip. (2) To systematically investigate the distinct behaviors of EHL at high/ultra-speed conditions based on the developed test rig. (3) To develop a through-thickness velocity profile reconstruction scheme and a interfacial slip model, which are integrated to develop a complete lubrication model to investigate the effect of different factors such as starvation, boundary slippage, temperature rise and shear thinning on the high/ultra-speed lubrication and further to explore the lubrication mechanism. (4) Furthermore, to investigate the effect of the dynamics resulting from the high-speed on lubrication performance. This study will provide a new test tool for high-speed lubrication oil film measurement and a complete numerical model with the consideration of coupled effect of different factors, the outcomes from this study will provide theoretical support for the design of high-speed rolling bearing.
高铁、航空发动机等重大装备用滚动轴承多工作在高速和超高速工况,对轴承的高速性能提出了非常高的要求。为此作为滚动轴承的主要润滑机理,弹流润滑在高速和超高速工况下的行为规律和机理还有待深入揭示。本项目采用实验测量和理论建模相结合的方法,开展高速/超高速弹流润滑行为和机理的基础研究。主要研究内容包括:(1)发展球-环模式高速弹流润滑油膜测量新系统,实现线速度达60m/s~80m/s的高速润滑油膜、固液界面剪切强度和界面滑移的测量;(2)系统研究高速/超高速润滑的一般规律和行为;(3)发展沿膜厚方向速度轮廓重构方法,建立界面滑移理论模型,并集成多因素耦合润滑分析模型,揭示各种因素对高速润滑接触行为的影响规律,进而揭示高速润滑机理。(4)进一步探索系统动力学行为对高速润滑的影响规律。本项目将为高速润滑研究提供新的实验平台、构建较完备的理论分析模型;研究成果将为高速滚动轴承设计提供理论支撑。

结项摘要

数控机床、航空发动机等重大装备正向高速化方向发展,其主轴所用滚动轴承多工作在高速工况,对轴承的高速性能提出了非常高的要求,然而作为滚动轴承主要润滑机理的弹流润滑研究多集中在5m/s以下的研究。本项目以高速滚动轴承为主要对象,通过研发高速弹流润滑测量实验台、建立高速弹流润滑模型,系统研究了高速下弹流润滑油膜变化行为,揭示了其内在机理。(1)突破了传统球盘模式光弹流实验台限制,研制了球-环模式高速弹流润滑实验台,更真实地模拟了滚动轴承中滚动体与滚道的润滑接触和高速离心效应;(2)基于矩阵光学理论建立了球-镀膜内圆柱面接触区膜厚测量光学模型,揭示了球环模式下玻璃圆环引起的光学系统对焦不准确是导致光干涉图像模糊的原因,提出了通过增加平凹柱面透镜修正光路实现清晰成像的方法,并给出了清晰成像的条件。(3)系统开展了牵引滚动模式下的高速弹流膜厚测量实验。结果表明,低速时干涉图像为经典“马蹄形”,润滑膜厚符合Homrock-Dowson公式的预测;高速下经典弹流特征减弱,变为压缩“V”形,油膜厚度远低于预测,中心区油膜轮廓由平坦变为收敛楔形。高速牵引模式下,滑动易于发生,卷吸效应减弱导致油膜厚度减小;滑动引起接触区内的热效应,导致油膜厚度进一步减小;此外,滑动还将导致润滑油在接触表面上发生滑移,从而影响高速弹流润滑性能。(4)建立了考虑界面滑移和热效应的点接触分层滑移润滑模型,以润滑油在表面的剪应力是否超出极限剪应力作为判断滑移是否发生的标准,推导了分层润滑模型下考虑不同滑移状态的修正Reynolds方程。模型的油膜厚度计算结果与球-环弹流润滑实验匹配良好;系统研究了高速下润滑油膜厚度的变化机理和接触区内的滑移状态。结果表明界面滑移和热效应共同影响了高速弹流润滑膜厚的行为,构建了点接触区滑移状态图。(5)提出了一种结合球环弹流实验和分层滑移模型的新型极限剪应力确定方法,给出了初始极限剪应力和极限剪应力-压力系数的关系式。

项目成果

期刊论文数量(19)
专著数量(0)
科研奖励数量(4)
会议论文数量(11)
专利数量(1)
Nonlinear Dynamic Behavior of Angular Contact Ball Bearings under Microgravity and Gravity
微重力和重力下角接触球轴承的非线性动态行为
  • DOI:
    10.1016/j.ijmecsci.2020.105782
  • 发表时间:
    2020-10
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF MECHANICAL SCIENCES
  • 影响因子:
    7.3
  • 作者:
    Liu Yuanqing;Wang Wenzhong;Liang He;Qing Tao;Wang Yunlong;Zhang Shaohua
  • 通讯作者:
    Zhang Shaohua
表层下缺陷对球-环系统的振动影响分析
  • DOI:
    10.13465/j.cnki.jvs.2019.03.001
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    振动与冲击
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张生光;王文中
  • 通讯作者:
    王文中
牵引模式下球环点接触高速弹流润滑行为机理分析
  • DOI:
    10.16078/j.tribology.2018055
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    摩擦学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    崔伟勤;赵自强;张耀光;梁鹤;王文中
  • 通讯作者:
    王文中
Semi-analytic solution of three-dimensional temperature distribution in multilayered materials based on explicit frequency response functions
基于显式频率响应函数的多层材料三维温度分布半解析解
  • DOI:
    10.1016/j.ijheatmasstransfer.2017.10.118
  • 发表时间:
    2018-03
  • 期刊:
    International Journal of Heat and Mass Transfer
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Zhang Haibo;Wang Wenzhong;Zhang Shengguang;Zhao Ziqiang
  • 通讯作者:
    Zhao Ziqiang
The effect of lubricant temperature on dynamic behavior in angular contact ball bearings
润滑剂温度对角接触球轴承动态行为的影响
  • DOI:
    10.1016/j.mechmachtheory.2020.103832
  • 发表时间:
    2020-07
  • 期刊:
    Mechanism and Machine Theory
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Liu Yuanqing;Wang Wenzhong;Qing Tao;Zhang Yaoguang;Liang He;Zhang Shaohua
  • 通讯作者:
    Zhang Shaohua

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

轴承内部润滑油分布及回流的试验观察与研究
  • DOI:
    10.16078/j.tribology.2019180
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    摩擦学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    梁鹤;张宇;王文中
  • 通讯作者:
    王文中
点接触混合润滑中两种求解模型的比较[J].润滑与密封
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    润滑与密封
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王旭;梁鹤;王文中
  • 通讯作者:
    王文中
黄河三角洲暗管排水排盐工程参数设计与应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    人民黄河
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈为峰;王文中;刘志全;张立宾;尹承斌;倪俊玲
  • 通讯作者:
    倪俊玲
基于局部先验模型的单目视频人体运动跟踪
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    计算机辅助设计与图形学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王文中;王兆其;邓小明;夏时洪;邱显杰
  • 通讯作者:
    邱显杰
激光毛化形貌对轮轨材料混合润滑摩擦系数的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国激光
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    任志远;王文中;杨明江;李正阳
  • 通讯作者:
    李正阳

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

王文中的其他基金

基于油固耦合的高速高温多变载荷主轴承保持架多体动力学研究
  • 批准号:
    U2141243
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    260 万元
  • 项目类别:
    联合基金项目
材料夹杂对滚动轴承精度保持性的影响研究
  • 批准号:
    51275045
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    85.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
高副表面微织构的润滑机理和减摩设计方法研究
  • 批准号:
    50975029
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    38.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码