Modeling lubricants enhanced by finite elasticity polymers

Yağlama, göreceli hareket halindeki ve sürtünme ve aşınmaya duyarlı mekanik ve biyolojik yüzeylerin uzun ömürlülüğü için gereklidir. İyi tasarlanmış bir yağlayıcı, örneğin polimer katkı maddeleri ile zenginleştirilmiş bir baz yağ, hem enerji hem de malzeme kayıplarını etkili bir şekilde azaltabilir. Bununla birlikte, karmaşık reolojik davranış sergileyen, özellikle viskozitenin basınca (piezo-viskozite), sıcaklığa ( termal incelme), kayma hızına (kayma incelmesi) ve viskoe-lastisitenin başlangıcına bağımlılığını sergileyen bu yağlayıcı karışımlarının modellenmesinde zorluk ortaya çıkar. Ince yağlayıcı filmin yük taşıma kapasitesinin doğru tahminleri, kaymaincelemesinin dikkatli bir şekilde modellenmesini gerektirir. Genelleştirilmiş Reynolds denklemi (GR) ve yaklaşık kayma dağılımı (ASD) gibi mevcut modellerin sırasıyla büyük hesaplama süresi ve zayıf doğruluk gibi dezavantajları vadır. Bu çalışmada yeni bir yaklaşım, yani değiştirilmiş viskozite (MV) mod-elini sunuyoruz. Hem MV hem de GR için, (i) kayan (kavitasyon oluşturmayan) kontaklar, (ii) kavitasyon yapan ve (iii) sıkıştıran kontaklar için yükü, maksimum basıncı ve hesaplama süresini araştırıyoruz. Hesaplama süresinin (i) kavitasyon oluşturmayan kayan ve yuvarlanan kontaklar için önemli ölçüde ve (ii) kavita-syon yapan ve sıkıştıran kontaklar için birkaç büyüklük sırası kadar azaldığını gözlemledik. Güçlü elastik yağlayıcılar için viskoelastik Reynolds (VR) yaklaşımı (Ahmed & Biancofiore, .Journal of Xon-Newtonian Fluid I'viechanics, 292, 104524, 2021.) Oldroyd-B kurucu ilişki için mekanik temaslar için viskoelastik yağlama filminin (i) basınç dağılımını ve (ii) yük taşıma kapasitesini modellemede etkili olduğu gösterilmiştir. Bu çalışmada, VR yaklaşımını, (i) polimer zincirlerinin sonlu uzamasını ve (ii) kayma incelmesini açıklayan doğrusal olmayan, sonlu uzaya-bilir, doğrusal olmayan elastik (FENE) tipi kurucu ilişkilere kadar genişlettik. FENE- kullanarak, Weissenberg sayısı l1Vi, yani polimer gevşeme süresi ile akış süresi ölçeği arasındaki oran ve sonlu geni§letilebilirlik parametresi L arasındaki geniş bir aralıkta mükemmel bir uyum göstererek, DNS'ye kar§ı VR yakla§ımını doğruladık. CR ve FE:\'E-P. Kapsamlı bir doğrulamanın ardından, kanal yüksekliği r: muylu dı§ınerkezlik oraııı tarafından yöııetileu bir kaymalı yatağın basıııç dağılımı ve yük taşııııa kapa:oite:oi dikkate alımr. Filnıiıı yük taşınıa ka-pa:oitesinin W i, T, ve e'a oldukça doğrusal olmayan bir bağımlılık gösterdiği gözlemlmmiştir: küçük Wi değerleri için artarken, polimerin kapasitesiyle büyük ölçüde sınırlanmıştır. Yüksek derecede viskoclastik rejimler için gerilme, doygun-hık ve ardından bir düşüş gözlemlenir. Ek olarak, zayıf (kuvvetli) bir eksantrik konfigürasyon, hem W i hem de L 'a kıyasla yükteki büyümeyi desteklemede ( en-gellemede) önemli bir rol oynar. Bu etkiler önemlidir ve güçlü bir viskoelastik sıvı ile yağlanan ince temas noktaları modellenirken dikkate alınmalıdır. Ek olarak, çe§itli doğrusal olmayan kurucu ilişkiler için VR yaklaşımını üç boyutlu yağlanmış temaslara (kartezyen ve silindirik koordinat sistem-lerinde) doğru genişlettik ve De cinsinden doğrusallaştırılmış bir model sağladık. Hesaplama gereksinimlerindeki artış nedeniyle, denklemlerin etkin çözümü için küresel olarak tam örtülü bir sayısal teknik benimsendi. e = 0.9 ( ve parabo-lik kaydırıcı) taşıyan uzatılmış mil yataği için yük ve sürtünme tepkisi, kanal en boy oranına ( aksi takdirde N ewton tipi bir yağlayıcı için sıfır) karşı güçlü bir değişiklik gösterdi; a = fx / fz , yani kanalın akış yönünde ve açıklık yönündeki uzunlukları arasındaki oran. Geçici yüzey hareketinin elastik bir polimerin tep-kisi üzerindeki etkileri de, ikinci dereceden pertürbasyon modeli ve VR yaklaşımı aracılığıyla, yük taşıma kapasitesi ve sürtümneyc özel olarak odaklanılarak incelenmiştir. Pertürbasyon yapılan modellerin yalnızca (i) hareket belli bir :o Üre ilerledikten sonra (ii) JJe'nin küçük olduğuııda geçerli olduğunu bulduk. Polimer esnekliğinin filmin sıcaklık dağılımı üzerindeki etkisine basitleştirilmiş bir bakış, De'a karşı zayıf bir bağımlılık gösterdi. Sıvı yayılımı nedeniyle filmin ısınması, De büyük olmadığı sürece büyük ölçüde etkilenmeden kaldı. Anahtar sözcükler: Viskoelastisite, ince film yağlama, azaltılınış dereceli modelleme, hesaplamalı yöntemler, polimerler.