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

پدیده سایش و اصطکاک و راه‌کارهای کاهش آنها بسیار مورد توجه بوده است. یکی از این روش‌ها الگودهی سطح و ایجاد ریزحفره روی آن است که با استفاده از لیزر با سرعت و دقت بالا قابل انجام است. در این پژوهش ابتدا مدل عددی به صورت گذرا برای بررسی رفتار اصطکاکی و شکل‌گیری لایه روان‌کار با وجود حفره روی سطح توسعه داده شده است.  نتابج بررسی عددی نشان داد که فرض دو گام زمانی که در مطالعات رایج است خطای بزرگی در تخمین ضریب اصطکاک ایجاد می‌کند و برای عبور از روی حفره تعداد 11 گام زمانی پیشنهاد می‌شود. 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 اعمالی متغیر بودند. با تغییر این پارامترها ضریب اصطکاک به طور متوسط پس از طی مسافت‌های 100متری اندازه گیری شده است. با بررسی‌های صورت‌گرفته مشخص گردید که با افزایش سرعت و کاهش نیروی اعمالی میزان اصطکاک کاهش پیدا می‌کند. همچنین با مقایسه نتایج بین دیسک‌های الگودهی‌شده و صیقلی مشخص شد که میزان ضریب اصطکاک بین 12 تا 23 درصد در بررسی تجربی کاهش یافته است درحالی که در تخمین عددی امکان داشتن کاهشی بین 25 تا 40 درصد نیز پیش‌بینی می‌شود. در سرعت‌های بالا تخمین‌های مدل عددی و نتایج بدست‌آمده از آزمایش بسیار بهم نزدیک شده‌اند.

transient numerical modeling and experimental investigation of the effect of surface texture on elastohydrodynamic lubrication

the phenomenon of abrasion and friction in mechanical mechanisms 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. these textures usually include holes with different geometric shapes. 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. numerical results have shown that flow modeling using conventional two-step modeling cause a considerable error and taking about 11 time steps for crossing the dimple is recommended. the 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.