流体动压轴承润滑的微尺度模拟研究

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动压轴承的良好润滑在机械运转中有很重要的作用,如它的疲劳寿命、摩擦、磨损和温度等都有非常重要的影响,没有良好的机械润滑,动压轴承的使用寿命就会大大缩短。动压轴承损坏的分析结果表明,绝大多数的轴承损坏都是与其润滑不良有很大的关系。因此,动压轴承的良好润滑是一种有效的措施用以减少轴承的摩擦和磨损。20世纪80年代末期,机电系统逐渐兴起,微尺度的机械在现代科技中越来越重要,例如生物芯片的制造工艺中已经开始使用微型机器人加工操作等。在机械领域里动压轴承的润滑就显的很重要,所以对动压轴承提出了更高的要求。为保证动压轴承优良的机械性能,解决润滑过程中所存在的问题就非常重要。本文主要针对动压滑动轴承润滑状态进行微尺度分析与模拟。基于薄膜润滑理论及微尺度动压轴承润滑的研究基础,介绍了动压轴承润滑的研究现状,并着重介绍了分子动力学方法在研究中的应用及该方法的原理与特点。提出了一种自润滑轴承的结构,并对其通过微尺度模拟进行了建模与分析。分析了轴承表面润湿性对其润滑过程的影响,并尝试以此提出一种新的动压滑动轴承模型。同时运用分子动力模拟的方法对微尺度轴承的液体润滑状态进行了研究,着重分析了润滑过程中液体润滑膜的性质变化,得出了微观状态与宏观状态下动压轴承液体润滑存在的部分差异,如液体分子的有序性排列等。在本次研究中涉及到了多个分子动力模拟及数据分析软件,主要包括Materials Studio6.0、LAMMPS、Matlab、VMD等软件,用来完成建模、模拟运算、数据及图像后处理等各个环节。
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