Mô hình toán học về bôi trơn elastohydrodynamic trong các tiếp xúc mềm sử dụng chất lỏng không-Newton

Emerald - Tập 12 Số 4 - Trang 494-511 - 2002
M.F.J. Bohan1, I.J. Fox1, T.C. Claypole1, D.T. Gethin1
1Department of Mechanical Engineering, University of Wales, Swansea, UK

Tóm tắt

Bài báo tập trung vào giải pháp của một mô hình số để khảo sát hành vi trượt và chất lỏng không-Newto trong các tiếp xúc elastohydrodynamic mềm. Giải pháp yêu cầu sự kết hợp giữa các chế độ chất lỏng và elastomer, với các đặc tính của chất lỏng không-Newton được mô tả bằng một mối quan hệ luật mũ. Phân tích cho thấy các đặc trưng của chất lỏng, như được xác định bởi mối quan hệ luật mũ, dẫn đến sự khác biệt lớn về độ dày phim và lưu lượng với sự di chuyển của áp suất cực đại trong các tiếp xúc nip. Hệ số độ nhớt, chỉ số luật mũ và tỷ lệ trượt đã được chứng minh là ảnh hưởng đến hiệu suất tiếp xúc theo cách phi tuyến về lưu lượng và độ dày phim. Điều này được tìm thấy chủ yếu được kiểm soát bởi mức độ độ nhớt được xác định bởi phương trình luật mũ. Việc sử dụng sự khác biệt về tốc độ để kiểm soát khả năng bơm nip cũng đã được khám phá và điều này cho thấy sự nhạy cảm nhất ở tốc độ tiếp nhận thấp hơn.

Từ khóa

#bôi trơn elastohydrodynamic #chất lỏng không-Newton #mô hình số #độ nhớt #độ dày phim #lưu lượng #tỷ lệ trượt

Tài liệu tham khảo

Banerjee, P.K. and Butterfield, R. (1981), Boundary element method in engineering science, McGraw Hill, New York. Bennett, J. and Higginson, G.R. (1970), “Hydrodynamic lubrication of soft solids”, Proc. I.Mech.E. Journal of Mechanical Engineering Sciences, 12, pp. 218–22. Brebbia, C.A. and Dominguez, J. (1989), Boundary elements: An introductory course, McGraw Hill. Bohan, M.F.J., Claypole, T.C., Gethin, D.T. Basri, S.B. (1997), Application of boundary element modelling to soft nips in rolling contact 49th TAGA Tech. Conf., Quebec, May. Bohan, M.F.J., Lim, C.H., Korochkina, T.V., Claypole, T.C., Gethin, D.T. and Roylance, B.J. (1997b), “An investigation of the hydrodynamic and mechanical behaviour of a soft nip in rolling contact”, Proc. IMechE part J, 211 No. J1, pp. 37–50. Cudworth, C.J., Finite Element Solution of the Elastohydrodynamic Lubrication of a Compliant Surface in Pure Sliding, 5th Leeds‐Lyon Symposium on Tribology, Leeds, 1979. Carvalho, M.S. and Scriven, L.E. (1997), “Deformable roller coating flows: steady state and linear perturbation analysis”, Journal of Fluid Mechanics, 339, pp. 143–72. Dowson, D. (1962), A Generalised Reynolds Equation for Fluid Film Lubrication; International Journal of Mechanical Engineering Sciences., 4, pp. 159–70. Dowson, D. and Ehret, P. (1999), “Past present and future studies in elastohydrodynamics”, Proc I Mech E (J), 213, pp. 317–33. Dowson, D. and Higginson, G.R. (1959), “A numerical solution to the elastohydrodynamic Problem”, J. Mech. Eng. Sci., 1, pp. 6–15. Hannah, M. (1951), “Contact stress and deformation in a thin elastic layer”, Quarterly Journal of Mechanics and Applied Maths, 4, pp. 94–105. Hooke, C.J. (1986), “The elastohydrodynamic lubrication of a cylinder on an elastomeric layer”, Wear, 111, pp. 83–99. Hooke, C.J. and O'Donoghue, J.P. (1972), “Elastohydrodynamic lubrication of soft, highly deformed contacts”, Proc. I.Mech.E., Journal of Mechanical Engineering Sciences, 14, pp. 34–48. Jacobson, B.O. and Hamrock, B.J. (1984), “Non‐Newtonian fluid model incorporated into elastohydrodynamic lubrication of rectangular contacts”, Trans. ASME (JOLT), 106, pp. 275–84. Kistler, S.F. and Schweizer, P.M. (1997), Liquid Film Coating, Chapman and Hall. Lim, C.H., Bohan, M.F.J., Claypole, T.C., Gethin, D.T. and Roylance, B.J. (1996), “A finite element investigation into a soft rolling contact supplied by a non‐newtonian ink”, J. Phys. D: Appl. Phys, 29, pp. 1894–903. Miller, R.D.W. (1966), “Some effects of compressibility on the indentation of a thin elastic layer by a smooth rigid cylinder”, Applied Scientific Research, 16, pp. 405–24. MacPhee, J., Shieh, J. and Hamrock, B.J. (1992), “The application of elastohydrodynamic lubrication theory to the prediction of conditions existing in lithographic printing press roller nips”, Advances in Printing Science and Technology, 21, pp. 242–76. Parish, D.J. (1958), “Apparent slip between metal and rubber covered pressure rollers”, Bri. J. Appl. Maths, 9, pp. 428–33. Walters, K. (1975), Rheometry, Chapman and Hall. Wilkinson, W.L. (1960), Non‐Newtonian Fluids ‐‐ Fluid Mechanics, Mixing and Heat Transfer, Pergamon Press Ltd.