abaqus潤滑摩擦仿真的案例
多物理場仿真助力加快摩擦潤滑研究進(jìn)程
彈性流體動(dòng)力潤滑（elastohydrodynamic lubrication，簡稱“彈流潤滑”）研究充分反映了 21 世紀(jì)工程仿真問題的復(fù)雜性。彈流潤滑描述兩個(gè)嚙合面（如軸承和齒輪）的變形與使其分離的流體動(dòng)力學(xué)之間的耦合效應(yīng)。如果在研究中引入熱效應(yīng)，就演變?yōu)闊釓椥粤黧w動(dòng)力潤滑（下文簡稱“熱彈流潤滑”）問題。潤滑油膜厚度通常為微米級(jí)或更小尺度，但足以保障其良好的低摩擦磨損特性。深入了解熱彈流潤滑機(jī)制，有助于改進(jìn)傳動(dòng)系統(tǒng)的功率密度、效率以及噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度（NVH）性能。
在機(jī)械零件潤滑接觸的設(shè)計(jì)過程中，非常關(guān)鍵的一點(diǎn)是將潤滑油本身也當(dāng)作機(jī)械零件來處理。借助熱彈流潤滑仿真，研究人員能夠全面分析潤滑接觸，減少制造物理原型的數(shù)量。實(shí)踐證明，使用多物理場建模和計(jì)算機(jī)仿真來分析熱彈流潤滑接觸，正是解決此類問題最有效的途徑（圖 1）。
圖 1. 正在運(yùn)轉(zhuǎn)的浸油潤滑齒輪副的高速攝影圖片（左）和彈流潤滑接觸示意圖（右）。 圖注：Wheel - 大齒輪； Pressure - 壓力； Temperature - 溫度； Pinion - 小齒輪； Lubricant - 潤滑油； Lubricant film thickness - 潤滑油膜厚度
應(yīng)對(duì)微米級(jí)測量難題
由于潤滑油膜和固體變形都是微米級(jí)尺度，如果通過在接觸區(qū)域放置傳感器來進(jìn)一步了解熱彈流潤滑性能將極為困難。“兩齒側(cè)面間的潤滑油膜厚度在一微米以內(nèi)，約為頭發(fā)直徑的十分之一。接觸壓力一般高達(dá) 2GPa，幾乎相當(dāng)于一塊指甲大小的地面承受 30 輛乘用車時(shí)受到的壓強(qiáng)。”Thomas Lohner 解釋道，他在德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)（TUM）的齒輪研究中心（FZG）擔(dān)任彈流潤滑摩擦接觸和效率研究部門主管。
借助數(shù)值仿真，工程師們能夠設(shè)計(jì)各式熱彈流潤滑接觸方案，最終實(shí)現(xiàn)齒面與潤滑油的合理搭配。
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