تاثیر ایجاد بافت‌های سطحی و بکارگیری نانوسیال روانکار بر پایداری دینامیکی

نویسندگان

1 دانشیار، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه اردکان، ایران.

2 دانشیار، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه میبد، ایران.

3 دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، ایران.

4 استادیار، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه اردکان، ایران.

doi
10.22044/jsfm.2025.15887.3948
چکیده

هر گونه تغییر در ساختار روانکار و هندسه اجزاء، تغییر عملکرد یاتاقان‌های ژورنال به‌عنوان یکی از انواع متداول تکیه‌گاه در ماشین‌آلات صنعتی را سبب می‌شود. امروزه با پیشرفت تکنولوژی زمینه تولید نانوسیال‌ها و سطوح بافت‌دار برای بهبود کُنش‌های سیال و سازه در قطعات مکانیکی از جمله یاتاقان‌ها فراهم گردیده‌است. در پژوهش حاضر تاثیر عمق بافت‌‌های استوانه‌ای و بکارگیری نانو‌ذرات دی‌اکسید تیتانیوم بر عملکرد پایا و پایداری دینامیکی یاتاقان‌های ژورنال هیدرودینامیکی غیرمدور دولُب ارزیابی شده‌است. بدین منظور پس از استخراج معادله رینولدز حاکم بر روانکاری یاتاقان مورد مطالعه، مدل رفتاری دینامیکی خطی جهت بررسی وضعیت پایداری مجموعه تکیه‌گاهی بکار گرفته شده‌است. در نهایت، پارامترهای بار قابل حمل، زاویه وضعی، جرم بحرانی و نسبت فرکانس چرخش گردابی به‌عنوان مشخصه‌های عملکرد پایا و دینامیکی مجموعه تحت تأثیر عمق و مکان بافت‌ها و غلظت نانوذارت TiO_2 مورد بررسی قرار گرفته‌اند. نتایج گویای بهبود مشخصه‌های عملکرد سیستم در صورت بکارگیری بافت‌های سطحی در مکان و عمق مناسب بویژه ناحیه پرفشار سطح داخلی یاتاقان هستند. همچنین افزایش غلظت نانوذرات در روغن پایه، ارتقاء شاخص‌های عملکرد پایای سیستم را نمایش می‌دهند. بطور کلی نتایج مطالعه حاضر از امکان بهینه‌سازی و ارتقاء عملکرد یاتاقان‌های مورد ارزیابی با بکارگیری اصولی بافت‌های سطحی و میزان غلظت نانوذرات ترکیبی حکایت دارد.