مدل سازی گذرای عددی و بررسی تجربی اثر بافت سطح بر روانکاری الاستوهیدرودینامیک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهنسی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

2 دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

3 صنعتی اصفهان-مهندسی مکانیک

چکیده

پدیده سایش و اصطکاک و راه‌کارهای کاهش آنها بسیار مورد توجه بوده است. یکی از این روشها الگودهی سطح است که با استفاده از لیزر با سرعت بیشتر و دقت بالا قابل انجام است. در این پژوهش ابتدا مدل عددی برای بررسی رفتار اصطکاکی و شکل گیری لایه روانکار به صورت گذرا با وجود حفره روی سطح توسعه داده شده است. سپس اثر ایجاد بافت لیزری بر‌روی دیسکی از جنس فولاد ST37 در شرایط تماس خطی در رژیم روان‌کاری مخلوط به صورت تجربی بررسی شده‌است. در این پژوهش دو پارامتر ورودی سرعت خطی و بار عمودی متغیر بودند. با تغییر این پارامترها ضریب اصطکاک برحسب مسافت پس از طی مسافت 100متر اندازه گیری شده است. با بررسی‌های صورت گرفته مشخص گردید که با افزایش سرعت و کاهش نیروی اعمالی میزان اصطکاک کاهش پیدا می‌کند. با مقایسه نتایج بین دیسک‌های الگودهی شده و صیقلی مشخص شد که میزان ضریب اصطکاک بین 12 تا 23 درصد در بررسی تجربی کاهش یافته‌است درحالی که در تخمین عددی امکان داشتن کاهشی بین 25 تا 40 درصد نیز پیش بینی میشود. در سرعتهای بالا تخمینهای مدل عددی و نتایج بدست آمده از آزمایش بسیار بهم نزدیک شده اند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Transient Numerical Modeling and Experimental Investigation of the Effect of Surface Texture on Elastohydrodynamic Lubrication

نویسندگان [English]

  • Amir Torabi 1
  • Saleh Akbarzadeh 2
  • Behnam Azami 3
1 Assistant professor, Engineering Department, Shahrekord University, Shahrekord, Iran.
2 Associated professor, Mechanical Engineering Department, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran
3 صنعتی اصفهان-مهندسی مکانیک
چکیده [English]

The phenomenon of abrasion and friction in mechanical mechanism and the ways to reduce them have been highly regarded. One of these methods is surface texturing, which can be accomplished using a laser with high speed and accuracy. In this study, a precise numerical model is developed to investigate the frictional behavior of the dimple transient film formation effect. Then the effect of laser made textures on a ST37 steel disc is studied experimentally in linear contact situation in the mixed lubrication regime. In this study, the friction coefficient is measured after 100m distance for different input important parameters of velocity and vertical load. Results have shown that friction coefficient decreases with increasing speed and decreasing applied force. Comparison of the results between the textured and smooth discs showed that the friction coefficient decreased by 12 to 23% in the experimental study, while numerical estimates of the possibility of a decrease of between 25 and 40% were also predicted. At high velocities, the numerical model estimates and the results of the experiment are very close.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Lubrication
  • Textured surface
  • Friction
  • Elastohydrodynamic
  • Laser