The effect of fluid viscoelasticity in soft elastohydrodynamic lubrication

Tabanı kayganlaştırma, katı yüzeyler arasında doğrudan teması önlemek için çeşitli endüstrilerde ve doğal ortamlarda hayati önem taşır. Özellikle elastohidrodinamik lubrikasyon, katı yüzeylerin deformasyona uğrama olasılığının yüksek olduğu durumları ele alır. Sıvılara eklenen viskoelastik katkı maddeleri, lubrikasyon özelliklerini önemli ölçüde değiştirebilir. Günümüzde mevcut azaltılmış modeller, viskoelastik denklemleri ince film temasında sayısal olarak verimli bir şekilde çözebilir ve doğrudan sayısal hesaplamaları geride bırakabilir. Sayısal teknikler kullanılarak, viskoelastik sıvılar lineer elastik rejimde başarıyla analiz edilmektedir. Daralma geometrilerine yönelik daha ileri araştırmalar, yumuşak lubrikasyon üzerine bulguları açıklığa kavuşturmayı amaçlamaktadır. Viskoelastikiyetin yük taşıma kapasitesi üzerindeki etkisini göstermek için temel bir deneysel çalışma yapılmıştır. Kapsamlı bir literatür taraması, viskoelastikiyeti ve katı deformasyonu anlamak için gerekli matematiksel temeli sağlamıştır. Üst taşınmış zaman türevi ve polimerik kurucu denklemler gibi kavramlar özetlenmiştir.Polimerik elastik gerilim içeren Reynolds denklemi, ince film lubrikasyon yaklaşımı altında birleştirilmiştir. viskoelastisite, polimer rahatlama süresinin gözlem süresine oranını, $t/t_o$, temsil eden birimsiz sayı olan $De$ ile karakterize edilir. Lubrikasyon bağlamında, gözlem süresi $t_o$ kanal uzunluğu $L$ ve akış hızı $U$ tarafından tanımlanır. Azaltılmış sayısal yöntemler, sonlu fark şemalarına dayanmakta ve $De$ ye göre akışın lineerleştirilmesini içermektedir. Oldroyd-B kurucu modeli kullanılarak doğrusallaştırılmış akış, doğrudan sayısal çözücülerle uyumlu daha karmaşık bir sayısal modelin temelini oluşturur. Doğrusal olmayan gerilim denklemlerini çözmek için benzersiz yarı-örtülü bir yöntem geliştirilmiştir. Katı ve sıvı çözücüler arasındaki bağlantı şematiklerle tam olarak açıklanmış ve sınır elemanları yöntemi sonlu fark yöntemiyle entegre edilmiştir. Sonuçları sunmadan önce, geliştirilen sayısal yöntemler daha önce yayınlanan makalelerde elde edilen sonuçlarla doğrulanmıştır. Elastohidrodinamik lubrikasyon sonuçları, yüksek deformabilite durumlarında $De$ ile artan sürtünme katsayısının azaldığını göstermektedir. EHL vakalarını daha iyi anlatmak için basamaklı kanallar incelenmiştir. Son olarak, gelecekteki kullanım için deneysel veriler sunulmuş ve bulgularımızı bağlamlandırmak için açıklamalar yapılmıştır.