张彬彬，王静

(青岛理工大学 机械工程学院，山东 青岛 266033)

大滑滚比是两物体表面反向运动，在这种特殊的工况下,弹流润滑的典型特征即中央平坦区和出口颈缩消失。内燃机凸轮-挺杆机构[1]、无保持架的滚动轴承[2-3]、直线导轨等工作在大滑滚比甚至零卷吸工况下,该工况下，润滑剂的双向流动造成了其数值求解困难。文献[4-5]首次给出了超大滑滚比下的线接触热弹流数值解。文献[6]研究了表面速度对点接触零卷吸凹陷深度的影响。文献[7]研究了流体的流变性对线接触零卷吸热弹流的影响，发现使用Ree-Eyring流体表面速度的降低使椭圆形中心凹陷减小并且在极低速下接触区的油膜非常薄,接近Hertz干接触。下文研究了超大滑滚比下，滑滚比对无保持架角接触球轴承热弹性流体动力润滑的影响。

1 控制方程

采用润滑理论中最常用的非牛顿Ree-Eyring流体模型，其本构方程为[8]

(1)

式中：u为流体速度；τ0为特征剪应力；η为流体的表观黏度；τ为流体剪应力。

将无保持架角接触球轴承中两相邻钢球的接触等效为图1所示的大滑滚比问题，定义下弹性固体为a，上弹性固体为b，表面速度分别为ua，ub，二者方向相反，故滑滚比S=2.0(ua-ub)/(ua+ub)>2.0。定义固体a的速度方向为x轴，垂直于卷吸速度方向为y轴，油膜厚度方向为z轴。

图1 点接触大滑滚比模型

时变点接触广义Reynolds方程为[9]

(2)

(2)式的边界条件为

，(3)

式中：下标“in”和“out”分别为压力计算域的入口和出口边界。

点接触几何方程，即膜厚方程为[8]

(4)

式中：h00(t)为刚体位移；Rx，Ry分别为两固体在x，y方向的综合曲率半径；E……