基于光弹性原理的弹流润滑实验装置研制

华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2012, Vol. 40 ›› Issue (12): 7-11.

基于光弹性原理的弹流润滑实验装置研制

何军杨倩倩黄平

华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州 510640

收稿日期:2012-07-06 修回日期:2012-08-25 出版日期:2012-12-25 发布日期:2012-11-02
通信作者: 何军(1974-) ，男，博士生，高级工程师，主要从事弹流润滑实验及微机电研究． E-mail:jhe@scut.edu.cn
作者简介:何军(1974-) ，男，博士生，高级工程师，主要从事弹流润滑实验及微机电研究．
基金资助:
广东省教育部产学研结合项目( 2010B090400298)

Development of Photoelastic Experimental Device for Elastohydrodynamic Lubrication Analysis

He Jun Yang Qian-qian Huang Ping

School of Mechanical and Automotive Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,China

Received:2012-07-06 Revised:2012-08-25 Online:2012-12-25 Published:2012-11-02
Contact: 何军(1974-) ，男，博士生，高级工程师，主要从事弹流润滑实验及微机电研究． E-mail:jhe@scut.edu.cn
About author:何军(1974-) ，男，博士生，高级工程师，主要从事弹流润滑实验及微机电研究．
Supported by:
广东省教育部产学研结合项目( 2010B090400298)

摘要/Abstract

摘要： 基于目前弹流油膜压力测量实验方法的优缺点，提出用光弹法测量弹流油膜压力，并讨论了相应的测量原理．研制了新型光弹性弹流润滑压力实验装置，该装置由体视显微镜、偏振片、LED 光源、加载机构等组成．上试样为透明聚碳酸酯圆盘，下试样为由直流电机通过同步带驱动的GCr15 轴承钢制成的转轴，上下试样构成了线接触摩擦副．安装在体视显微镜上的摄像机可拍摄到放大40 倍的弹流接触区及其上的聚碳酸酯圆盘上的光弹图像，光弹图像的条纹级次反映了接触区油膜压力和摩擦表面下内部应力的变化．用该装置拍摄了聚碳酸酯和轴承钢滚动摩擦配副在施加载荷为2 ～ 50 N，滚动线速度为24、44、63mm/s 时的弹流润滑压力光弹照片．实验结果表明，该装置利用光弹法测量弹流油膜压力与摩擦表面下内部应力是可行的和有效的．

关键词: 弹流润滑, 光弹性, 压力, 内部应力, 实验装置

Abstract:

By taking into consideration the advantages and disadvantages of the existing measurement methods of elastohydrodynamic lubrication ( EHL) pressure,a novel measurement method based on the photoelastic theory is proposed,and the corresponding mechanism is discussed. Then,an experimental device consisting of a stereomicroscope,a polarizer,a LED light source and a loading mechanism is developed. The linear-contact fiction pairs of the device consist of an upper polycarbonate disk and a lower cylinder made of GCr15 bearing steel and driven by a DC motor through a synchronous belt. By using a camera mounted on the stereomicroscope,the photoelastic images of the EHL contact region and the polycarbonate disk,which are enlarged 40 times,can be captured,with their fringe grades well reflecting the variations of the lubricant film pressure in the contact region and the inner stress beneath the friction surface. Finally,some experiments are carried out under the load varying from 2 to 50N and at the friction-pair rolling speed of 24,44 and 63 mm/s. The results show that the proposed method is feasible and effective in measuring the lubricant film pressure and the inner stress.

Key words: elastohydrodynamic lubrication, photoelasticity, pressure, inner stress, experimental device

中图分类号:

TH117.1

何军杨倩倩黄平. 基于光弹性原理的弹流润滑实验装置研制[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2012, 40(12): 7-11.

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