磁流體潤(rùn)滑油膜的數(shù)值求解與實(shí)驗(yàn)研究

磁流體潤(rùn)滑油膜的數(shù)值求解與實(shí)驗(yàn)研究

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1、分類(lèi)號(hào):TH133.31學(xué)校代號(hào):10109密級(jí):公開(kāi)TaiyuanUniversityofScience&Technology碩士學(xué)位論文THESISOFMASTERDEGREE(學(xué)術(shù)型)論文題目:磁流體潤(rùn)滑油膜的數(shù)值求解與實(shí)驗(yàn)研究研鄉(xiāng)生名:張艷娟____________________________指導(dǎo)教師:王建梅教授_____________________學(xué)科專(zhuān)業(yè):機(jī)械電子工程_____________________學(xué)習(xí)年限:2012年9月一2015年7月分類(lèi)號(hào):TH133.31學(xué)校代碼:10109密級(jí):公開(kāi)太原科

2、技大學(xué)碩士學(xué)位論文(學(xué)術(shù)型)學(xué)位論文題目:磁流體潤(rùn)滑油膜的數(shù)值求解與實(shí)驗(yàn)研究研究生姓名:張艷娟導(dǎo)師姓名及職稱(chēng):王建梅教授培養(yǎng)單位:機(jī)械工程學(xué)院學(xué)科專(zhuān)業(yè):機(jī)械電子工程論文提交日期:2015年4月論文答辯日期:2015年6月4日答辯委員會(huì)主席:張治民教授論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明:所呈交的論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研宄成果。盡我所知,除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外,論文中不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的研究成果。與我一同工作的同志對(duì)本研宄所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。本聲明產(chǎn)生的法律后果

3、由本人承擔(dān)。論文作者簽名:來(lái)楠城________日期:Mill_______________中文摘要中文摘要油膜軸承在軋機(jī)設(shè)備中素有軋鋼機(jī)械的“心臟”之稱(chēng)。與滾動(dòng)軸承相比,油膜軸承具有承載能力大、壽命長(zhǎng)、速度范圍寬、抗沖擊能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。但隨著現(xiàn)代社會(huì)對(duì)軋機(jī)的高效、大型、重載、經(jīng)濟(jì)性的要求,對(duì)其旋轉(zhuǎn)部件——油膜軸承,提出了新的、更高的要求。在理想狀態(tài)下軋輥與軸承之間完全由潤(rùn)滑介質(zhì)隔開(kāi),在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,由于軋制力的增大和油膜溫度的升高造成軋輥與軸承之間的接觸摩擦、磨損,甚至引起軸承的失效。本課題引入磁流體代替?zhèn)鹘y(tǒng)潤(rùn)滑油對(duì)油膜軸承

4、進(jìn)行潤(rùn)滑,通過(guò)施加磁場(chǎng)作用于磁流體提高磁流體的粘度,保證油膜的完整性和穩(wěn)定性,增強(qiáng)軸承的承載能力,防止軸承與軋輥之間的摩擦、磨損,提高軸承的使用壽命和軋件的質(zhì)量。本文基于流體潤(rùn)滑理論、電磁學(xué)理論和磁流體動(dòng)力學(xué)理論,完善了磁流體潤(rùn)滑油膜軸承的數(shù)學(xué)模型,并對(duì)磁流體潤(rùn)滑的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行無(wú)量綱化和離散。利用MicrosoftVisualStudio平臺(tái),運(yùn)用Fortran語(yǔ)言針對(duì)磁流體潤(rùn)滑數(shù)學(xué)模型編譯相應(yīng)的程序,對(duì)離散的磁流體軸承潤(rùn)滑模型進(jìn)行數(shù)值求解。定量獲得在磁場(chǎng)、流場(chǎng)和溫度場(chǎng)作用下的磁流體油膜軸承的潤(rùn)滑性能。下面將本文主要研究?jī)?nèi)容簡(jiǎn)

5、述如下:首先,建立磁流體潤(rùn)滑油膜軸承的數(shù)學(xué)模型,包括與油膜溫度、油膜壓力和外加磁場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)的粘度方程、Reynolds方程、能量方程及與潤(rùn)滑性能參數(shù)有關(guān)方程。其次,對(duì)磁流體潤(rùn)滑的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行無(wú)量綱化并運(yùn)用有限差分法對(duì)其進(jìn)行離散。實(shí)驗(yàn)研究纏繞螺線管線圈的軸承內(nèi)部的磁場(chǎng)強(qiáng)度分布規(guī)律及傳統(tǒng)潤(rùn)滑油和磁流體的粘度與油膜溫度和外加磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系。最后,依據(jù)磁流體潤(rùn)滑油膜軸承的數(shù)學(xué)模型,運(yùn)用Fortran語(yǔ)言編程求解傳統(tǒng)潤(rùn)滑油和有無(wú)磁場(chǎng)作用下的磁流體潤(rùn)滑油膜軸承的潤(rùn)滑性能,獲得不同條件下的無(wú)量綱油膜壓力、油膜溫度和油膜厚度分布。關(guān)鍵詞:磁流

6、體;油膜軸承;潤(rùn)滑;數(shù)值求解;粘度;磁場(chǎng)強(qiáng)度I英文摘要ABSTRACTOil-filmbearinghaslongbeenknownastheheartofrollingmill.Comparedwithrollingbearing,oil-filmbearingpossessesadvantageslikelargecarryingcapacity,longlifespan,widespeedrange,strongshockresistanceability,etc.Withtherequirementsofmoderns

7、ocietyforrollingmill,suchasefficiency,large-scale,heavyloadandeconomics,highernewrequirementsarealsoposedtolubricatingpropertyofoil-filmbearing.Rollerandbearingshouldbeseparatedwitheachotherbylubricantmediaunderidealcondition,yetduringpracticaloperation,theincreaseo

8、frollingforceandoil-filmtemperaturewillleadtocontactfrictionandwearbetweenrollerandbearing,evenbearingfailure.Therefore,inthisstudy,ferrof

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