针对BTA加工过程中刀具系统刚性不足和径向受力不平衡的问题,基于流体动压润滑原理设计一种BTA深孔连接器。连接器包括双桥应变片和可倾瓦块,利用油膜支撑刚度增大刀具系统的刚性,并通过实时调整油膜压力抵消同步检测的不平衡径向力。建立可倾瓦块的数学模型,推导出油膜厚度公式,进一步得出油膜压力的计算公式。基于Fluent软件对连接器进行流体仿真,采用单因素实验法,分析不同条件下可倾瓦块受到的油膜压力的变化规律。结果表明BTA加工过程中,通过调节工件转速、切削液黏度、瓦块倾角和瓦块包角等参数调整油膜压力,进而实现增大刀具系统刚性和抵消不平衡径向力的目的。

针对轴向柱塞泵关键摩擦副存在的摩擦磨损严重、泄漏量大等关键问题,引入压力流和剪切流影响因子,建立考虑黏-温效应柱塞副的油膜厚度方程,采用有限元方法,对柱塞副的润滑及泄漏特性进行了研究和分析,得到以下结论考虑润滑剂黏-温特性时,最大油膜压力明显大于不考虑黏-温特性时的膜压,且最小油膜厚度远小于不考虑黏-温特性时的最小膜厚;随着温度的增加,油膜压力逐渐增大,油膜厚度逐渐减小。考虑黏-温特性的泄漏量明显大于不考虑黏温特性的泄漏量,当温度大于60℃时,泄漏比显著增加。随着温度的增加,不同接触长度下的泄漏量呈非线性增大,当接触长度为17 mm时,泄漏量最大且变化曲线的斜率最陡;同时当单边间隙增加到3μm以上时,泄漏比明显增大。此研究可为柱塞泵柱塞副的精确理论设计及安全稳定运行提供参考。

以某6 m盾构机实际工况及其主驱动轴承为研究对象,建立主驱动轴承载荷分布模型及等温弹流润滑模型,得到了各工况下的负载受力,分析了几何修形对盾构机主轴承弹流润滑的影响。结果表明从弹流润滑角度判断,滚子母线凸度及端部圆角半径均存在优化区间,从而使最大滚子负载处的油膜压力显著减小,减小边缘效应;几何修形后的滚子明显比直母线滚子的润滑性能要好,且修形后的滚子在工况变化时,存在自适应性,但极限工况下仍存在油膜压力过大和油膜厚度偏低的情况。因此当极限工况时间占比较大时,应适当增加滚子凸度。综上可知,合理选取几何修形滚子参数可显著提高盾构机主驱动轴承润滑性能。

基于滚柱包络端面蜗杆传动副的啮合原理,综合考虑中心距、滚柱半径、喉颈系数、蜗轮直径各项几何参数的影响,根据弹性流体动压润滑理论,在Matlab中采用牛顿迭代法和NewtonRaphson法对其数值计算求解,对该新型传动副共轭齿进行研究,完成了共轭齿间线接触问题的分析;给出了该传动副共轭齿面在几何参数变化下,粗糙度幅度值大小变化下的润滑油膜压力和油膜厚度示意图,并进行了分析。结果表明,该传动副性能较好,影响润滑的重要参数为滚柱半径与啮合位置,而喉颈系数和蜗轮直径参数对润滑特性影响不大;共轭齿面间能够产生全膜润滑,避免发生直接接触,减小磨损量并降低油温,能够同时提升传动效率与抗胶合能力。为该新型传动副的研制提出了必要的理论依据。

为了研究滚柱包络环面蜗杆传动的弹流润滑特性,在滚柱包络环面蜗杆传动啮合理论研究和弹性流体动力润滑理论的基础上,建立了线接触等温弹流润滑数学模型。利用直接迭代法对传动副的弹流润滑进行求解,得到了传动副的油膜压力和油膜厚度曲线,分析了传动副在齿根圆、分度圆、齿顶圆处的弹流润滑特性,最后,分析了喉径系数和滚柱半径对滚柱包络环面蜗杆传动润滑特性的影响。结果表明,该传动副具有良好的润滑特性,增大喉径系数和滚柱半径,能够有效改善传动副的润滑性能。

以动压滑动轴承为研究对象,根据流体动压润滑原理,建立圆形微凹坑织构化动压滑动轴承油膜数学模型,推导织构化滑动轴承油膜厚度修正公式;结合Reynolds方程有限差分法的求解方法,分析全织构和织构化参数（间距、深度）对动压滑动轴承圆周方向压力分布的影响。结果表明：分布在轴承上的全织构会引起油膜压力的变化;织构位于不同的位置时对圆形微凹坑织构滑动轴承的油膜压力的影响是不同的,对于不同间距和深度的织构,当织构位于升压区时,动压滑动轴承具有较好的润滑、承载性能,而织构位于降压区和全织构时不利于轴承承载。

基于高速铁路客车轴箱系统多界面接触力学分析模型，在轴箱轴承工况条件下，分析轴箱轴承滚动体与内、外圈间的接触载荷分布情况；建立高速铁路客车轴箱双列圆锥滚子轴承脂润滑弹流模型，并采用有限差分法数值解法。数值计算结果与最小膜厚公式获得的最小膜厚度进行比较，而最大润滑压力与相应的赫兹应力进行了比较。结果表明，在给定运行工况条件下，随着运行速度的增大，轴承滚道润滑接触形成的油膜压力减小，油膜增大；而当轴承载荷增大时，其油膜厚度减小，润滑压力增大。

通过构建二层沟槽织构模型,仿真研究沟槽织构表面的流体动力效应。结果表明：沟槽容积相同时,与单层沟槽相比,二层沟槽的平均油膜压力可以达到单层沟槽的2.31倍;保持二层沟槽的量纲一总深度β1、第一层沟槽量纲一宽度α1不变时,随着第二层量纲一深度β2的增大,平均油膜压力先增大后减小,β2为4.4时,平均油膜压力达到最大值;第二层沟槽的量纲一宽度α2从0.25增大到0.45时,沟槽内的旋涡区也随之增大,平均油膜压力逐渐减小。

将轴向柱塞泵柱塞副的泄漏看做偏心圆环缝隙的流动，使用Matlab进行仿真，分析得到了柱塞副泄漏量与负载压力、配合间隙、工作转速和斜盘倾角的关系。采用有限差分法求解二维雷诺方程，该文在考虑油膜动压效应和挤压效应的条件下，得到了柱塞在缸体内的倾角、柱塞自转速度、进口压力对柱塞副油膜分布压力的影响，为提高柱塞副的效率、改善润滑、减少摩擦磨损和增加使用寿命提供了一些参考意见。

根据静压支撑原理，运用计算流体力学技术，对滑靴副的流场进行仿真分析，在油膜厚度一定的情况下，选取3组不同的阻尼孔直径，对滑靴和斜盘油膜表面压力进行监控得到底面油膜压力随着阻尼孔直径变化的压力图，讨论不同的油膜压力对滑靴副油液泄漏的影响以及对泵效率的影响。结果表明：阻尼孔直径变大，底面油膜的压力随着变大，滑靴副油液泄漏量也随着增加，而油液泄漏量又影响泵的效率。研究结果进一步揭示了滑靴阻尼孔结构对滑靴副和泵性能的影响。