Numerical Calculation of Elastohydrodynamic Lubrication—Methods and Programs(彈性流體動壓潤滑——方法與程序)

作者:黃平 等著

出版:清華大學出版社

年代:2015 更多圖書信息

圖書簡介

本書介紹了彈性流體動壓潤滑(彈流潤滑)的數值計算方法和程序。全書共分15章,第1~3章分別是:彈性流體動壓潤滑基本方程、彈性變形數值計算方法和能量方程數值計算方法,這3章的內容是后面各章的基礎;第4~10章包括線接觸、點接觸、橢圓接觸彈流問題的等溫解和熱解的內容,其中第9章分析了速度方向與主軸方向不一致時的橢圓接觸彈流問題,這些章節是彈流潤滑計算中最基本、最重要的內容;第11~15章分別介紹了脂潤滑、雙電層效應、非穩態、粗糙度影響、微極流體的彈流潤滑計算,這些計算內容是在對前面程序的簡單修改的基礎上實現的。本書可以作為機械設計與理論專業研究生及相關專業師生的教材或教學參考書,也可供從事彈流潤滑計算分析與研究的工程技術人員參考。

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編輯推薦

本書是作者與研究生們一起合作出版的《潤滑數值計算方法》的姊妹篇。自出版《潤滑數值計算方法》以來受到了較廣泛的關注和評價,使作者感覺到十分有必要出版本書。本書以彈性流體動壓潤滑(彈流潤滑)數值計算方法和程序為主,詳細介紹了彈流計算中的線接觸、點接觸、橢圓接觸的等溫解和熱解的內容。此外還對特殊工況下的彈流潤滑問題,如:不同方向速度、脂潤滑、雙電層效應、非穩態、粗糙度影響、微極流體等內容進行了簡要的介紹。彈流潤滑計算是與工程實際聯系十分緊密的內容,存在于滾動軸承、齒輪轉動等零件中,同時彈流計算又是潤滑計算中的難點之一。主要的困難在于必須將Reynolds方程、彈性變形方程、粘壓方程,以及能量方程鄧聯立在一起求解,因此一般需要通過迭代法完成,而這樣的求解過程時常會帶來計算不收斂。本書盡量采用較為可靠地迭代方法,并對提供的程序和例題進行了驗算,確認可以得到滿意的結果。

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目錄

1 Basic equations of elastohydrodynamic lubrication 1
1.1 Basic equations 1
1.1.1 One-dimensional Reynolds equation of elastohydrodynamic lubrication 1
1.1.2 Two-dimensional Reynolds equation of EHL 3
1.1.3 EHL Reynolds equation with two direction velocities 3
1.1.4 Time-dependent EHL Reynolds equation 4
1.2 Film thickness equation without elastic deformation 4
1.2.1 Film thickness equation in line contact 4
1.2.2 Film thickness equation in point contact 5
1.2.3 Film thickness equation in ellipse contact 5
1.3 Surface elastic deformation 6
1.3.1 One-dimensional elastic deformation equation 6
1.3.2 Two-dimensional elastic deformation equation 6
1.4 Viscosity and density equations varying with pressure and temperature 7
1.4.1 Viscosity equations 7
1.4.2 Density equation 9
1.5 Load balancing condition 10
1.5.1 Load balancing equation 10
1.5.2 Numerical calculation of load balancing 11
1.6 Finite difference method of Reynolds equation 15
1.6.1 Discretization of equation 15
1.6.2 Different forms of Reynolds equation 17
1.6.3 Iteration of differential equation 18
1.6.4 Iteration convergence condition 18
2 Numerical calculation method and program of elastic deformation 21
2.1 Numerical method and program of elastic deformation in line contact 21
2.1.1 Equations of elastic deformation 21
2.1.2 Numerical method of elastic deformation 22
2.1.3 Calculation diagram and program 23
2.1.4 Example 25
2.2 Numerical method and program for elastic deformation in point contact 27
2.2.1 Equation of elastic deformation 27
2.2.2 Numerical method for elastic deformation in point contact 28
2.2.3 Calculation diagram 29
2.2.4 Program 30
2.2.5 Example 31
2.3 Numerical method and program of elastic deformation in ellipse contact 33
2.3.1 Contact geometry 33
2.3.2 Contact pressure and contact zone 36
2.3.3 Calculation program 38
2.3.4 Calculation results 44
2.4 Calculation of elastic deformation with multigrid integration technique 44
2.4.1 Principle of multigrid integration 44
2.4.2 Calculation programs and examples 49
3 Numerical calculation method and program for energy equation 61
3.1 Energy equation 61
3.1.1 One-dimensional energy equation 62
3.1.2 Two-dimensional energy equation 62
3.2 Numerical method and program for thermal hydrodynamic lubrication 64
3.2.1 One-dimensional thermal hydrodynamic lubrication 64
3.2.2 Two-dimensional thermal hydrodynamic lubrication 68
4 Numerical calculation method and program for isothermal EHL in line contact 75
4.1 Basic equations and nondimensional equations 75
4.1.1 Basic equations 75
4.1.2 Nondimensional equations 76
4.1.3 Discrete equations 77
4.2 Numerical calculation method and program 78
4.2.1 Iteration method 78
4.2.2 Program and example 79
5 Newton–Raphson method and programs to solve EHL problems in line contact 87
5.1 Basic equations 87
5.2 Newton–Raphson iteration method 88
5.2.1 Coefficient matrix 88
5.2.2 Calculation of variables in equations 89
5.3 Numerical method and program of Newton–Raphson method 90
5.3.1 Coefficient treatment in nonlubricated region 90
5.3.2 Determination of ρeHe 90
5.3.3 Determination and correction of initial rigid film thickness 91
5.3.4 Calculation program 91
5.3.5 Example 96
6 Numerical calculation method and program for isothermal EHL in point contact 99
6.1 Basic equations for isothermal EHL in point contact 99
6.1.1 Basic equations 99
6.1.2 Nondimensional equations 100
6.2 Numerical calculation method and program 101
6.2.1 Differential equations 101
6.2.2 Iteration method 102
6.2.3 Calculation diagram 102
6.2.4 Calculation program 106
6.2.5 Example 111
7 Numerical calculation method and programs of multigrid method for isothermal EHL 113
7.1 Basic principles of multigrid method 113
7.1.1 Grid structure 113
7.1.2 Equation discrete 114
7.1.3 Restriction and extension 114
7.2 Nonlinear full approximation scheme of multigrid method 116
7.2.1 Parameter transformation downwards 116
7.2.2 Correction of lower grid parameters 116
7.2.3 Parameter transformation upwards 118
7.2.4 V and W loops 118
7.3 Key factors to solve EHL problem with multigrid method 119
7.3.1 Iteration methods 119
7.3.2 Relaxation factors selection 121
7.4 Program for EHL in line contact with multigrid method 122
7.4.1 Specification of program 122
7.4.2 Calculation program 123
7.4.3 Example 133
7.5 Program for EHL in point contact with multigrid method 133
7.5.1 Specification of program 133
7.5.2 Calculation program 134
7.5.3 Example 143
8 Numerical calculation method and program for isothermal EHL in ellipse contact 145
8.1 Basic equation 145
8.1.1 Reynolds equation 145
8.1.2 Film thickness equation 146
8.1.3 Viscosity–pressure equation 146
8.1.4 Density–pressure equation 147
8.1.5 Load balancing equation 147
8.2 Calculation program 148
8.2.1 Calculation diagram 148
8.2.2 Calculation program 149
8.2.3 Example 157
9 Numerical calculation method and program for isothermal EHL in elliptical contact with two-dimensional velocities 159
10 Numerical calculation method and program for thermal EHL 173
11 Numerical calculation method and program for grease EHL 217
12 Numerical calculation method and program for EHL considering effect of electric double layer 279
13 Numerical calculation method and program for time-dependent EHL in line contact 295
14 Numerical calculation method and program for isothermal EHL with rough surface 305
15 Numerical calculation method and program for micropolar fluid EHL 329
References 345 Index 347
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作者:黃平 等著
出版:清華大學出版社

ISBN:9787302406785

出版日期:2015-09-01

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