| 研究概要 |
最終年度にあたる本年度は,運転時間に伴う含油率及び摩擦係数の変化を数値解析により明らかにした.またこれらに及ぼす軸受多孔質体の透過率及び軸受半径比(軸受外半径の内半径に対する比)の影響も調べた.解析モデルは軸受外周部及び軸受側面が密封されており、軸受内部の油は軸受すきま内の油膜の両端から外部に漏れるものと仮定した.油膜圧力及び軸受内部の圧力は,すきまと多孔質体との油の流出,流入を考慮に入れた修正レイノルズ方程式とLaplace方程式を連立させることにより求めた.これらの方程式はCV(コントロール・ボリューム)法を用いて有限差分近似を行い離散値化した.運転時間の経過とともに軸受内部の油が外部に流出し,空気が侵入してくる.したがって油と空気との境界面が時間とともに軸受内部に移動してくる.そのため,境界面を含むCVの圧力ならびに境界面を含むCVに隣接するCVの圧力に関する有限差分近似にはさらにVOF(Volume of Fluid)法(着目するCVと隣接するCVとの圧力中心間距離を近似的に算出する方法)を適用して離散値化した.数値解析結果より以下の点が明らかになった.
1.軸受内部の油の減損は軸受しゅう動面の油膜後端近傍から生じ,時間が経過するにつれて減損領域がジャーナルの回転方向ならびに軸受しゅう動面から軸受外周部へと広がっていく.
2.軸受内部の油の減損に伴い摩擦係数は増加する傾向を示す.
3.運転時間の経過とともに軸受内部の油が減損する割合(減損速さ)及びそれにともなう摩擦係数の増加する割合は,軸受多孔質体の透過率が大きいほど大きくなる.
4.含油率及び摩擦係数の時間的変化に及ぼす軸受半径比の影響は小さい.
また,モデル軸受を用いた実験結果との比較により以下の点が明らかになった.
5.軸受内部の油の減損領域が運転時間とともに広がっていくパターンは,実験と計算で定性的に一致した.
6.軸受多孔質体の透過率が大きいほど含油量の減損速さが大きい点で,実験と計算で定性的に一致した.
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