史修江，王优强

(青岛理工大学 机械工程学院，山东 青岛 266033)

随着纳米技术的发展，磁性纳米颗粒的应用研究备受关注，尤其是纳米Fe3O4粒子，由于其无毒且易合成的特点成为广大研究者的焦点。纳米Fe3O4水基磁流体[1]是纳米材料的一个成功应用，在磁场作用下水基磁流体既能表现出液体的流动性，又能表现出固体磁性材料的磁性，当Fe3O4微粒子的粒径小于10～12 nm时，磁流体显示出超顺磁性，从引入磁场到撤去磁场，磁化从0到饱和均没有迟滞现象。

水基磁流体主要特征是用水作为载液，避免了有机溶剂对环境的污染。其还具有超顺磁性、生物兼容性和分散性好等特点，在动态密封、自润滑、研磨抛光和环保等方面有很好的发展前景。如果用水基磁流体来润滑滑动轴承，不仅可以实现对滑动轴承的连续润滑，而且还具有一定的自密封性能，使滑动轴承更加环保稳定地工作。

1 弹流润滑方程

1.1 Reynolds方程

磁流体实际上是在润滑油中加入极细的固体磁粉以改善润滑剂的润滑性能，由于纳米磁粉颗粒极小，不需要采用两相流体模型，用指数率非Newton流体[2]模型分析即可得到满意的结果。下文在文献[3-4]的基础上进行研究，使用的基本参数和公式相同。考虑热效应、磁场和时变的Reynolds[5]方程为

(1)

(1)正弦单峰载荷时变公式为

(2)

式中：W(t)为变载荷(其随时间正弦变化，如图1所示)。图中AW为载荷变化幅度；tp为载荷半波长；W0为单位长度稳态载荷。

图1 载荷时变图

(2)磁场力pM的计算式为[6]

(3)

1.2 膜厚方程

水基磁流体润滑膜的膜厚计算式为