بررسی اثر ناهمواری سطح بر عملکرد روانکاری در یاتاقانهای لغزشی پله ای

در تئوریهای مربوط به مسائل روانکاری، سطوح یاتاقان را صاف و بدون زبری و ناهمواری در نظر می گیرند، در حالی که چنین فرضی در عمل صحت ندارد. همواره نشان داده شده در حالاتی که زبری هم مرتبه با ضخامت فیلم سیال باشد، تأثیر قابل توجهی بر پارامترهای عملکرد خواهد داشت. برای یافتن پارامترهای عملکرد یاتاقانها نیاز به حل معادلات روانکاری می باشد. حل تحلیلی این معادلات بدون ساده سازی های مورد نیاز، اغلب بسیار دشوار است. با اضافه شدن زبری به مسأله، نیاز به استفاده از روشهای عددی بیشتر آشکار می شود. بررسی کارهای انجام شده در زمینه زبری سطح نشان می دهد که برخی از آنها مربوط به تخمین پروفیل مناسب برای زبری و برخی دیگر مربوط به ارائه تئوری های مختلف برای بررسی این پدیده می باشد. هندسه سطح آنچنان نامنظم است که گاه ناگزیر به استفاده از مدلهای آماری خواهیم بود. از روشهای عددی قابل استفاده در مسائل میدانی، روش المان محدود است. در این پروژه با استفاده از روش المان محدود و تشکیل فرم ضعیف معادلات حاکم و ایجاد ماتریسهای سختی مربوطه، به بررسی تأثیر زبری سطح بر پارامترهای عملکرد از جمله فشار، ظرفیت تحمل بار عمودی و مماسی و نیروی برشی در یاتاقانهای لغزشی پله ای پرداخته می شود. در این نوع یاتاقانها در صورتی که زبری نداشته باشیم، با استفاده از ساده سازی، حل تحلیلی معادلات، ممکن است. در این حالت، پروفیل فشار، خطی می باشد. پس از یافتن پروفیل فشار حاصل از اثر زبری، تغییر در پارامترهای عملکرد، بر حسب تغییر ارتفاع و طول موج زبری به ازای ضخامت های مختلف فیلم سیال به دست خواهد آمد. ابتدا برنامه کامپیوتری برای حالت بدون زبری ایجاد شده و سپس برنامه برای حالت یاتاقان دارای سطح زبر، تعمیم داده خواهد شد. افزایش تعداد المانها در برنامه ها، امکان افزایش دقت جواب را فراهم می آورد. مسأله به ازای دو پروفیل زبری مختلف، بررسی و نتایج با هم مقایسه می شود. نتایج به دست آمده با تحقیقات انتشار یافته تطابق خوبی نشان می دهد.