高雷诺数下不同湍流润滑模型对水润滑橡胶轴承润滑特性的影响 论文

为了深入研究高雷诺数运行工况下的水润滑橡胶轴承的润滑特性，本研究采用了四种不同的湍流润滑数学模型，并使用有限差分法对其进行了系统分析。研究了这四种不同湍流模型下的雷诺数、水膜厚度、衬层变形及水膜压力分布规律。在分析过程中，我们对比了不同湍流润滑模型下的雷诺数随偏心率变化的规律，并最终讨论了各模型下承载力和最大膜压随偏心率、转速和间隙比的变化情况。

研究结果表明，采用湍流润滑模型计算的承载力和膜压均远大于层流润滑模型。特别是在高雷诺数下，层流假设已不再适用于水润滑橡胶轴承的实际运行工况。在此工况下，采用青木弘-原田正躬湍流润滑模型比其他三种模型更为合理。根据研究，青木弘-原田正躬模型的表现优于其他模型，包括Ng-Pan湍流模型、Constantinescu湍流模型和Hirs湍流模型，其中衬层变形和最大膜压依次减小。随着偏心率的增大，承载力和最大膜压呈现出非线性增大的趋势，而转速的增大会导致承载力和膜压近似线性增大。随着间隙比的增大，承载力非线性减小，但膜压仍会近似线性增大。