润滑油的非牛顿特性对混合润滑和疲劳寿命的影响

摘要

多数采用油润滑的高副接触元件通常工作在混合润滑机制下,此时载荷由油膜和粗糙峰共同承担,其失效形式通常为接触疲劳。在这种重载和高剪应变率工况下,描述润滑油流变性的Ree-Eyring模型实际上应该称为sinh-law模型。本文在混合润滑工况下,假设表面为各向等距正弦表面,研究了sinh-law流变模型的非牛顿特性对混合润滑和疲劳寿命的影响,并与光滑表面的结果进行了比较。研究结果显示,特征剪应力对膜厚的影响作用较小,而对粗糙表面的压力波动影响作用较大。特征剪应力增大,会加剧压力波动,引起摩擦系数和次表面最大von Mises应力的增大,最终导致疲劳寿命的减小。表面粗糙度的存在使得特征剪应力对疲劳寿命的影响作用增强。