非ニュートン流体熱弾性流体潤滑理論の構築

2004 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15002009
• 研究機関: 九州工業大学
• 研究代表者: 兼田 もと宏 九州工業大学, 工学部, 教授 (90039123)
• 研究分担者: 西川 宏志 九州工業大学, 工学部, 助手 (40208161)
• キーワード: 熱弾性流体潤滑 / 往復運動 / トラクション / 油膜厚さ / 表面粗さ / 潤滑油分子構造 / 油量不足 / トライボロジー

研究概要

1.熱伝導率の低い物体が単一帯状突起あるいは溝を持つ熱伝導率の高い静止物体に対して運動する場合の膜厚、圧力分布ならびに油膜及び接触物体表面温度を数値解析可能なプログラムを開発し、実験結果と比較した。潤滑油の粘度の圧力係数が高い場合には、低い場合と相違して、突起直前上流側の温度・圧力がディンプルの発生に起因して異常に高くなることを明らかにした。
2.モデル複列突起を用いた実験により、弾性流体潤滑下における摩耗並びに焼き付き現象は、平滑面下で形成される最小油膜厚さ部における突起接触によって発生する。また、突起の変形は接触中央断面近傍が最も顕著であるが、その変形挙動は粗面速度が速い場合と遅い場合では相違する。その結果、転動接触疲労損傷をもたらす初期き裂の発生が突起面に発生する場合には、粗面に比較して平滑面の速度が速い場合に接触中央断面近傍に発生する確率が高くなることを指摘した。
3.非ニュートン流体点及び線接触非定常熱弾性流体潤滑解析プログラムを作成し、往復運動下での油膜挙動及びトラクション特性、一方向転がり滑り接触下における油量不足時の油膜形成能力、トラクション挙動、表面粗さをもつ接触面が転がり滑り運動する場合の温度、油膜厚さ、圧力及びトラクション挙動の時間・空間的変動に対する基本特性を把握した。
4.表面単列及び複列突起をもつ接触面を用いて純滑り運動下における油膜厚さ及び接触面表面温度分布の疑似同時計測に成功し、温度上昇に及ぼす接触面熱伝導率、滑り速度、荷重、突起高さなどの基本特性を把握した。
5.面状分子構造をもつ潤滑油と棒状分子構造をもつ潤滑油のトラクション特性を計測し、面状分子構造の場合のトラクションは速度変化の影響を受けにくいこと、棒状分子構造であっても膜厚一速度勾配が同一でないことを見出し、今後の研究指針をえた。
6.WAMトラクション装置を購入し、次年度に向けてその整備を実施した。

研究成果

• [雑誌論文] Numerical Analysis of TEHL Line Contact Problem Under Reciprocating Motion (2005)
  • 著者名/発表者名: Jing Wang 他
  • 雑誌名: Tribology International 38 ページ: 165-178
• [雑誌論文] Non-Newtonian Thermal Analyses of Point EHL Contacts Using the Eyring Model (2005)
  • 著者名/発表者名: Xiaoling Liu 他
  • 雑誌名: Journal of Tribology, Trans.ASME 127 ページ: 70-81
• [雑誌論文] Effects of Compressive Heating on Traction Force and Film Thickness in Point EHL Contacts (2005)
  • 著者名/発表者名: Motohiro Kaneta 他
  • 雑誌名: Journal of Tribology, Trans.ASME 127(掲載決定)
• [雑誌論文] Influence of a Surface Bump or Groove on the Lubricating Performance And Dimple Phenomena in Simple Sliding Point EHL Contacts (2004)
  • 著者名/発表者名: Peiran Yang 他
  • 雑誌名: Journal of Tribology, Trans.ASME 126 ページ: 466-472
• [雑誌論文] Behaviour of Point Contact EHL Films under Pulsating Loads (2004)
  • 著者名/発表者名: Megumi Sakamoto 他
  • 雑誌名: Transient Processes in Tribology, Elsevier 42 ページ: 391-399