[发明专利]一种基于ADINA二次开发的点接触弹流润滑仿真分析方法

说明书

本发明涉及一种基于ADINA二次开发的点接触弹流润滑仿真分析方法，属于仿真分析等数据处理技术领域，采用流固耦合的方法进行弹流润滑分析，所述方法包括以下步骤：步骤1：点接触模型等效：以点接触弹流润滑实验的模型为基础，等效成当量弹性球体和无线大的刚性平板接触；步骤2：建立弹流模型；步骤3：绘制模型网格；步骤4：写入粗糙度模型；步骤5：对ADINA的FSI模块进行二次开发，写入非牛顿流体效应和热效应的参数；步骤6：ADINA设置边界条件；步骤7：模型后处理；步骤8：验证。本发明创造性地采用流固耦合的方法进行弹流润滑分析，更加真实地反映弹流润滑的实际情况，为提供高质量的弹流润滑设计方案提供帮助。

技术领域

本发明涉及传真分析等数据处理技术领域，具体涉及一种基于ADINA二次开发的点接触弹流润滑仿真分析方法。

背景技术

弹流润滑的全称叫弹性流体动力润滑，是具有变粘性系数润滑膜和弹性变形接触面的润滑。例如，齿轮啮合时的润滑以及球轴承的球体与内、外圈之间的润滑。它们的共同特点是载荷作用在微小的接触面积上，形成高压区，从而使润滑剂的粘性系数发生变化，接触面发生弹性变形。准确掌握弹流润滑情况，可以显著提升轴承、齿轮等零件的使用寿命。

目前，弹流润滑的分析途径主要有两种：有限元方法和理论计算方法。有限元方法大多忽略结构模型的变形，仅采用流体力学方法对流体区域进行计算，不能得到经典的弹流润滑形态，如压力二次高峰、油膜颈缩等现象。部分有限元方法即使考虑了耦合系统对弹流的影响，也仅限于理想弹流润滑分析，忽略了实际弹流过程的热效应、流变效应和粗糙效应等因素对弹流润滑的影响，所以得到的油膜厚度解及摩擦系数解不够准确。而理论计算方法仅根据一类弹流接触问题进行建模，如点接触或线接触，而且对计算区域进行了理想化假设，脱离了工程实际，对于其他复杂的弹流接触问题也难得到准确的解。

因此，开发一种不仅能考虑实际因素影响，还能运用于复杂的接触问题的弹流润滑仿真方法显得格外重要。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于ADINA二次开发的点接触弹流润滑仿真分析方法，通过对ADINA进行二次开发和MATLAB粗糙度数据的写入，综合考虑了热效应、流变效应和粗糙度效应，从而有效地模拟了实际情况下的弹流润滑，并通过点接触弹流润滑油膜厚度和摩擦系数实验验证了仿真方法的正确性，为其他复杂弹流模型的分析方法提供了方法依据，解决了现有技术无法得到准确解、适应性差的问题。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种基于ADINA二次开发的点接触弹流润滑仿真分析方法其，采用流固耦合的方法进行弹流润滑分析，所述方法包括以下步骤：

步骤1：点接触模型等效

以点接触弹流润滑实验的模型为基础，等效成当量弹性球体和无线大的刚性平板接触，当量弹性球体的弹性模量和曲率半径由下式表达；

当量弹性球体的弹性模量：

当量弹性球体的曲率半径：

其中，E为综合弹性模量，E₁为当量弹性球体的弹性模量，E₂为刚性平板的弹性模量，υ₁为当量弹性球体的泊松比，υ₂为刚性平板的泊松比；

R为综合曲率半径，R₁为当量弹性球体的曲率半径，R₂为刚性平板的曲率半径；

步骤2：建立弹流模型

根据点接触等效后的尺寸建立弹流模型，所述弹流模型包括结构模型和流体模型；

步骤3：绘制模型网格

步骤4：写入粗糙度模型