[發(fā)明專(zhuān)利]增大滑動(dòng)副動(dòng)壓力結(jié)構(gòu)及其算法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010552661.0
• 申請(qǐng)日: 2020-06-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111692212A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳振鵬;韓丹
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 湖北理工學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): F16C33/02
• 分類(lèi)號(hào): F16C33/02;F16C33/10;F16N1/00;G06N3/12
• 代理公司: 天津盈佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 12224
• 代理人: 安娜

1.一種增大滑動(dòng)副動(dòng)壓力結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的摩擦體，所述摩擦體之間形成液體膜，所述摩擦體的相對(duì)一端設(shè)置數(shù)個(gè)矩形織構(gòu)，其中，所述摩擦體相對(duì)面上的一點(diǎn)為織構(gòu)的原點(diǎn)，織構(gòu)的長(zhǎng)度為l_x，長(zhǎng)度與x軸對(duì)應(yīng)的弧度為α_k，織構(gòu)的寬度為l_y，寬度與y軸對(duì)應(yīng)的弧度為β_k，織構(gòu)的高度為h_k，所述α_k的弧度范圍為-5000～5000μrad，所述β_k的弧度范圍為-5000～5000μrad，所述h_k的長(zhǎng)度范圍為-5～5μm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增大滑動(dòng)副動(dòng)壓力結(jié)構(gòu)，其特征在于，當(dāng)所述α_k，β_k和h_k的值為正值時(shí)，所述織構(gòu)為凹坑式；當(dāng)所述α_k，β_k和h_k的值為負(fù)值時(shí)，所述織構(gòu)為凸臺(tái)式；靠近液體膜入口區(qū)域的織構(gòu)為凹坑式，靠近液體膜出口處的織構(gòu)為凸臺(tái)式。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的增大滑動(dòng)副動(dòng)壓力結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述凹坑式的織構(gòu)的分布范圍呈倒U形，所述凸臺(tái)式的最高點(diǎn)整體偏向于液體膜中心區(qū)。

4.一種權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述增大滑動(dòng)副動(dòng)壓力結(jié)構(gòu)的算法，其特征在于，包括以下步驟：

A、構(gòu)建數(shù)學(xué)模型

將摩擦體簡(jiǎn)化為上下兩個(gè)平行板，平行板的長(zhǎng)度和寬度均分別為L(zhǎng)和B，兩平行板之間的液體膜厚度為h₀，在下平行板上設(shè)置參數(shù)獨(dú)立化的矩形織構(gòu)；

織構(gòu)在x軸和y軸的間隙分別等于單個(gè)織構(gòu)在x軸和y上的長(zhǎng)度，計(jì)算域邊界剩余的區(qū)域在x軸和y軸方向上的距離等于單個(gè)織構(gòu)對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度的一半；

以下摩擦體為參照物，上摩擦體以速度U向x軸正方向移動(dòng)；

B、計(jì)算膜厚

h_tex＝h_k+x_ktan(α_k)+y_ktan(β_k) (k＝1,2,...,N)

(1)

其中，h_tex為各個(gè)織構(gòu)的總膜厚，每個(gè)織構(gòu)的空間坐標(biāo)系參數(shù)為x_k，y_k，α_k，β_k和h_k(k＝1，2，...，N)，k為織構(gòu)的總數(shù)，h_k為第k個(gè)織構(gòu)對(duì)應(yīng)坐標(biāo)原點(diǎn)處的深度，α_k為第k個(gè)織構(gòu)長(zhǎng)度與x_k軸之間的弧度，β_k為第k個(gè)織構(gòu)寬度與y_k軸之間的弧度；

h＝h₀+h_tex

(2)

其中，h為摩擦副表面整個(gè)區(qū)域的膜厚；

C、推導(dǎo)轉(zhuǎn)化

C1、根據(jù)微元體的力平衡分析和流體的連續(xù)性條件，推導(dǎo)雷諾方程的一般形式，如式(3)：

其中，η為液體動(dòng)態(tài)粘度；

C2、假設(shè)流體均勻溫度分布的影響為負(fù)，薄膜粘度在計(jì)算區(qū)域內(nèi)受到限制，忽略液體粘度隨時(shí)間和位置的變化，將上式簡(jiǎn)化，如式(4)：

C3、用無(wú)量綱表示雷諾方程，如式(5)：

其中，p₀為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；

C4、當(dāng)液體流動(dòng)到計(jì)算區(qū)域邊緣時(shí)，液體膜開(kāi)始破裂，假設(shè)此時(shí)液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)為零，得到式(6)：

p|_x＝0＝p|_x＝L＝p|_y＝0＝p|_y＝B＝0

(6)

C5、計(jì)算液體產(chǎn)生的承載力W，如式(7)：

W＝∫∫pdxdy

(7)