武汉大学孙韵韵获国家专利权
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龙图腾网获悉武汉大学申请的专利点接触混合弹流润滑油膜厚度的确定方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115310218B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-11发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210814003.3,技术领域涉及:G06F30/17;该发明授权点接触混合弹流润滑油膜厚度的确定方法是由孙韵韵;余欣;李鸿光设计研发完成,并于2022-07-11向国家知识产权局提交的专利申请。
本点接触混合弹流润滑油膜厚度的确定方法在说明书摘要公布了:本发明提供一种点接触混合弹流润滑油膜厚度的确定方法,包括:测量形成点接触的第一物体与第二物体的三维轮廓高度,依据轮廓高度计算油膜初始厚度h0,并根据外加载荷F设定油膜的初始压力分布p0x,y;根据h0和p0x,y推导润滑油膜厚度方程,再引入表征油膜厚度与压力之间关系的Reynolds方程,对膜厚方程和Reynolds方程进行无量纲化在进行离散;根据步骤2计算接触界面每个节点的油膜厚度h和压力p,从而计算固体部分的真实接触面积;根据得到的真实接触面积,计算固体接触力Fs和混合润滑界面总接触力Fn;判定计算载荷Fn和外加载荷F之间是否满足收敛条件,如不满足,则进行更新直到载荷收敛,最终得到点接触混合润滑界面的油膜厚度分布。本发明计算的油膜厚度精度高。
本发明授权点接触混合弹流润滑油膜厚度的确定方法在权利要求书中公布了:1.一种点接触混合弹流润滑油膜厚度的确定方法,其特征在于,包括步骤如下: S1:测量形成点接触的第一物体与第二物体的三维轮廓高度,其中,第一物体为具有曲面的物体,根据得到的三维轮廓高度建立粗糙表面的轮廓高度函数,再依据轮廓高度函数计算油膜初始厚度h0,并根据外加载荷F设定油膜的初始压力分布p0x,y; S2:计算初始压力下的润滑油粘度η和密度ρ,并根据油膜初始厚度h0和初始压力分布p0x,y推导润滑油膜厚度方程,再根据计算的润滑油粘度η、密度ρ以及油膜厚度方程引入表征油膜厚度与压力之间关系的Reynolds方程,对膜厚方程和Reynolds方程进行无量纲化,并通过有限差分法离散化无量纲化后的方程; S3:根据步骤S2的膜厚方程计算接触界面每个节点的油膜厚度h,并根据步骤S2离散化后的无量纲化方程计算接触界面每个节点的压力p,得到混合弹流润滑油膜厚度分布hx,y和压力分布px,y,并根据压力分布px,y计算固体接触节点占总节点数的比例λ,从而得到固体部分的真实接触面积; S4:根据步骤S3得到的真实接触面积,计算单个粗糙峰的最大接触面积aL,再结合最大接触面积aL计算固体接触力Fs,根据固体接触力和液体接触力得到混合润滑界面总接触力Fn; S5:判定计算载荷Fn和外加载荷F之间是否满足收敛条件,如不满足,则根据计算载荷Fn修正油膜初始厚度h0和油膜压力分布p0x,y,迭代计算直到载荷收敛,最终得到点接触混合润滑界面的油膜厚度分布hx,y; 其中,步骤S1具体包括: 采用测量仪器获得第一物体和第二物体的三维轮廓高度,建立接触界面的自相关函数,对自相关函数进行傅氏变换得到真实表面轮廓的功率谱,建立功率谱函数与空间频率的双对数坐标,对功率和空间频率散点进行拟合得到拟合直线的斜率与截距,从而计算粗糙表面的分形维数D和分形粗糙度G 式中,k为拟合直线的斜率,b为拟合直线的截距; 基于分形理论建立粗糙表面的轮廓高度函数: 式中,L表示样品长度;γ表示尺度参数;M表示生成表面的叠加峰个数,n表示频率因子,nmax=int[logLLslogγ];Ls表示截断长度;φm,n表示随机相位,x、y分别表示表面的横纵坐标; 考虑粗糙面在不同尺度下的自相似分形特征,点接触混合弹流润滑油膜的初始厚度h0为: 式中,An表示界面的名义接触面积,即不考虑微观粗糙形貌时的几何面积;zsx,y表示上表面轮廓高度函数,zfx,y表示下表面轮廓高度函数。
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