Page 57 - 《摩擦学学报》2021年第3期

346 摩 擦 学 学 报 第 41 卷

(a) SC0808 (b) DC0808 (c) CC0808

(d) SR0202 (e) DR0202 (f) CR0202

Fig. 1 Surface textures of different shapes
图 1 不同形状的表面织构

DR0202、DR0302、DR0201、DR0203；CR0102、CR0202、 θ
F
CR0302、CR0201、CR0203. 此外，所有形状和尺寸参
数的表面织构的高度均为400 μm.

h max
1.2 模型建立与网格划分
e
h min
如图2所示是轴和轴承间的楔形水膜模型. 在水
O′
润滑轴承的运行过程中，外加载荷会使轴发生偏心， O R 1
进而在轴和轴承间形成楔形的润滑水膜，产生流体动 B h
R 2
压润滑效应. 在本文的研究中，表征载荷变化的参数 A
即偏心距e和偏心率ε. 由于主要探究轴瓦布置表面织
构对轴承减摩性能和水膜承载能力的优化情况，故在
此忽略轴瓦材料变形产生的影响，仅采用水膜模型进
行流场分析.
简化后的轴承润滑水膜模型参数为轴半径R =
1
50 mm，轴承内径R =50.2 mm，半径间隙c=0.2 mm；轴
2 P
承长度l=80 mm，但考虑到表面织构的尺寸较小，使用
Fig. 2 Wedge-shaped water film model between the shaft and
全长轴承的网格规模大，为使运算节省时间、提高精 bearing
度，故选取轴承的1个具有表面织构的长度单元进行 图 2 轴和轴承间的楔形水膜模型
计算，即模型长度为1.6 mm，收敛精度设置为10 . 用
−4
于流场分析的轴承水膜模型与网格划分如图3所示， 滑度设置为Medium. 此处仅说明ε=0.5时，型号SC0808
在网格划分时，采用ANSYS Workbench的Mesh模块 织构的网格划分情况，单元总数为329 407个，节点总
进行四面体网格划分，求解偏好为CFD Fluent，运用能 数为1 359 619个.

够较好地捕捉曲率变化的Proximity and Curvature 1.3 控制方程与边界条件设置
法，在细节特征处局部加密，关联度设置为Coarse，光 不可压缩的黏性流体的N-S方程为