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流体动压润滑理论（简介）在摩擦副两表面间被具有一定粘度的流体完全分开。
将固体间的外摩擦转化为流体的内摩擦。
以防止这些固体表面的直接接触，并使滑动过程中表面间的摩擦阻力尽可能减小，表面的损伤尽量减低，这就是流体润滑。
它的发展与人们对滑轮和摩擦的研究密切相关发展简史1.流体动压现象)当动环回转时，由于静环表面有很多微孔，动环的转动使其表面与静环表面上的微孔形成收敛缝隙流体膜层，使每一个孔都像一个微动力滑动轴承。
也就是说，当另一个表面在多孔端面上滑动时，会在孔的上方及其周边产生流体动压力，这就是流体动压效应。
（实例）流体动压润滑——流体动压润滑是依靠运动副两个滑动表面的形状，在其相对运动时，形成产生动压效应的流体膜，从而将运动表面分隔开的润滑状态。
特点）a.流体的粘度，一般遵循粘性切应力与切应变率成比例规律b.楔形润滑膜，依靠运动副的两个滑动表面的几何形状，在相对运动时产生收敛型流体楔，形成足够的承载压力，以承受外载荷。
形成动压润滑的条件：a.润滑剂有足够的粘度b.足够的切向运动速度（或者轴颈在轴承中有足够的转速）c.流体楔的几何形状为楔形（轴在轴承中有适当的间隙）2.流体动压润滑理论)在摩擦副两表面间被具有一定粘度的流体完全分开。
将固体间的外摩擦转化为流体的内摩擦。
以防止这些固体表面的直接接触，并使滑动过程中表面间的摩擦阻力尽可能减小，表面的损伤尽量减低。
滑动轴承运动副间要现成流体薄膜，必须使运动副锲形间隙中充满能够吸附于运动副表面的粘性流体，并且运动副表面相对运动可以带动润滑流体由大端向间隙小断运动，从而建立起布以承受载荷。
它的发展与人们对滑轮和摩擦的研究密切相关。
流体润滑具有极低的摩擦阻力，摩擦系数在0.001～0.008或更低（气体润滑），并能有效地降低磨损。
流体润滑的分类：根据液体压力形成的方式可分为流体静压润滑和流体动压润滑。
流体静压润滑是从外部供给具有一定压力的流体来平衡外载荷。
流体动压润滑是由摩擦表面几何形状和相对运动，借助粘性流体的动力学产生动态压力，用此润滑膜的动压来平衡外载荷。
弹性流体动力润滑的机理
依靠润滑剂的粘附作用，两圆柱体相互滚动时将润滑剂带入间隙。
由于接触压力较高使接触面发生局部变形，接触面积增大，并形成了一个平行缝隙，在出油口处的接触面边缘出现了使间隙变小的突出部分，称为缩颈现象，此处形成了最小油膜厚度，出现了第二个峰值压力。
弹性流体动压润滑理论，是研究相互滚动或滚动伴有滑动的条件下，两弹性物体间流体动压润滑膜的力学性质。
与普通流体动压润滑理论的区别在于：高接触应力；接触物体不假定其为刚体，而是弹性体。
流体动压润滑理论（简介）在摩擦副两表面间被具有一定粘度的流体完全分开。
将固体间的外摩擦转化为流体的内摩擦。
以防止这些固体表面的直接接触，并使滑动过程中表面间的摩擦阻力尽可能减小，表面的损伤尽量减低，这就是流体润滑。
它的发展与人们对滑轮和摩擦的研究密切相关发展简史1.流体动压现象)当动环回转时，由于静环表面有很多微孔，动环的转动使其表面与静环表面上的微孔形成收敛缝隙流体膜层，使每一个孔都像一个微动力滑动轴承。
也就是说，当另一个表面在多孔端面上滑动时，会在孔的上方及其周边产生流体动压力，这就是流体动压效应。
（实例）流体动压润滑——流体动压润滑是依靠运动副两个滑动表面的形状，在其相对运动时，形成产生动压效应的流体膜，从而将运动表面分隔开的润滑状态。
特点）a.流体的粘度，一般遵循粘性切应力与切应变率成比例规律b.楔形润滑膜，依靠运动副的两个滑动表面的几何形状，在相对运动时产生收敛型流体楔，形成足够的承载压力，以承受外载荷。
形成动压润滑的条件：a.润滑剂有足够的粘度b.足够的切向运动速度（或者轴颈在轴承中有足够的转速）c.流体楔的几何形状为楔形（轴在轴承中有适当的间隙）2.流体动压润滑理论)在摩擦副两表面间被具有一定粘度的流体完全分开。
将固体间的外摩擦转化为流体的内摩擦。
以防止这些固体表面的直接接触，并使滑动过程中表面间的摩擦阻力尽可能减小，表面的损伤尽量减低。
滑动轴承运动副间要现成流体薄膜，必须使运动副锲形间隙中充满能够吸附于运动副表面的粘性流体，并且运动副表面相对运动可以带动润滑流体由大端向间隙小断运动，从而建立起布以承受载荷。
它的发展与人们对滑轮和摩擦的研究密切相关。
流体润滑具有极低的摩擦阻力，摩擦系数在0.001～0.008或更低（气体润滑），并能有效地降低磨损。
流体润滑的分类：根据液体压力形成的方式可分为流体静压润滑和流体动压润滑。
流体静压润滑是从外部供给具有一定压力的流体来平衡外载荷。
流体动压润滑是由摩擦表面几何形状和相对运动，借助粘性流体的动力学产生动态压力，用此润滑膜的动压来平衡外载荷。
流体润滑的基本原理之流体动力润滑流体润滑研究和发展机器在运动时，运动的零部件之间必定会发生摩擦从而造成磨损，而润滑是减小摩擦、减轻甚至避免磨损的直接措施。
人类进入工业社会以后，润滑已逐渐发展成为一门重要的技术，井已成为工业部门和学术机构重要的研究领域。
19世纪未流体润滑现象被首次发现，几乎同时流体润滑理论也被提出来了。
二战期间军事装备的需求促使润滑技术高速发展，也对润滑理论，持别是流体润滑理论提出了更高的要求。
战后各工业国立即投入大量人力物力，开展有关方面的研究。
现在比较成熟的流体润滑原理主要包括三个方面内容，它们是：1．流体动力润滑2．流体静压润滑3．弹性流体动力润滑流体动力润滑原理1.1：定义流体动力润滑是利用流体的黏附性，使流体黏附在摩擦表面，并在摩擦副做相对运动时被带入两摩擦副的摩擦表面之间。
如果两摩擦副的表面形成收敛的楔形空间，则被带入摩擦副的两摩擦表面中的流体就会形成一定的压力，这种压力会随着摩擦副的运动速度和流体的粘度发生改变。
当流体的粘度一定时，摩擦副的运动速率越大，则流体形成的压力就越大；当摩擦副的运动速率一定时，流体的粘度越大，则流体形成的压力就越大。
进入摩擦表面的流体会像一个楔子，由于摩擦副在不断的做相对运动，所以会产生一定的压力，迫使流体向楔子一样楔入两摩擦表面，从而将两摩擦表面分隔开来，阻止两摩擦表面直接接触。
简单地说，流体动力润滑是利用相对运动的摩擦表面间的相对速度、流体的粘滞行和摩擦副之间的楔形墙体，迫使流体压缩而产生压力膜将两表面完全分隔开，并依靠流体产生的压力来平衡外载荷。
两个作相对运动物体的摩擦表面，用借助于相对速度和流体的粘滞性而产生的粘性流体膜将两摩擦表面完全隔开，由流体膜产生的压力来平衡外载荷，称为流体动力润滑。
所用的粘性流体可以是液体(如润滑油)也可以是气体(如空气等),相应地称为液体动力润滑和气体动力润滑。
流体动力润滑是依靠表面运动而产生的动力学效应。
（一）流体润滑在摩擦副对偶表面之间，有一层一定厚度（一般在1. 5~2μm以上）的粘性流体润滑膜，由这层润滑膜的压力平衡外载荷，使两对偶表面不直接接触，在两对偶表面作相对运动时，只在流体分子间产生摩擦，这就是流体润滑。
在流体润滑中，根据润滑膜压力产生的方法，润滑方式可分为以下几种。
1.流体动压润滑流体动压润滑，系由摩擦副对偶表面的几何形状和相对运动，并借助粘性流体的内摩擦力作用而产生润滑膜压力，从而平衡外载。
雷诺在1886年应用流体力学中纳维一斯托克斯方程推导出计算流体润滑膜压力分布的方程，以后称为雷诺方程，该方程成功地揭示了润滑膜压力的形成机理，从而为流体动压润滑奠定了理论基础。
流体动压润滑膜压力，通常由以下四个效应决定。
(1)动压效应图1a可说明流体动压润滑膜的形状特征及所产生的动压效应。
当下表面相对上表面以速度u运动时，沿运动方向的间隙逐渐减小，剪切流动引起的润滑剂从大口流向小口的流量也逐渐减小，不符合流量连续条件，只有产生如图所示的润滑膜压力分布，由压差流动减小大口流入流量和增大小口流出流量，才能保证流过各断面的流量相等，从而满足流量连续条件。
(2)伸缩效应图1b可以说明伸缩效应。
当对偶表面由于弹性变形或其它原因使其速度沿运动方向逐渐减小时，剪切流动引起的流量沿运动方向也逐渐减小，因流量连续必然会产生如图所示的润滑膜压力分布（在通常的润滑间题中，伸缩效应并不显著）。
(3)变密度效应图1c可以说明变密度效应。
当润滑剂密度沿运动方向逐渐降低时，即使各断面的体积流量相同，其质量流量沿运动方向仍是逐渐减小的，因质量守恒，则必然产生如图所示的润滑膜压力分布。
密度的变化可以是润滑剂通过间隙时由于温度逐渐升高而造成的，也可以是外加热源使表面温度变化而产生的。
虽然变密度效应产生的润滑膜压力并不高，但是这种作用可以使相互平行的对偶表面具有一定的承载能力。
(4)挤压效应图1d表示两个平行表面在法向力作用下相互接近，使润滑膜厚度逐渐减小而产生压差流动，此称挤压效应。
第四章流体润滑原理概述用具有润滑性的一层膜把相对运动的两个表面分开，以防止这些固体表面的直接接触，并使滑动过程中表面间的摩擦阻力尽可能减小，表面的损伤尽量减低，这就是润滑。
根据分隔固体表面的材料不同，润滑可分为以下三类：①流体润滑：摩擦副两表面间被具有一定粘度的流体完全分开。
将固体间的外摩擦转化为流体的内摩擦。
②边界润滑：摩擦界面上存在着一层具有良好润滑性的边界膜，但不是介质的膜。
相对于干摩擦来说，边界润滑具有比较低的摩擦系数，能有效地减轻接触表面的磨损。
③固体润滑：广义来说，固体润滑也是一种边界润滑。
就是用摩擦系数比较低的材料（固体润滑剂或固体润滑材料），在摩擦界面上形成边界膜，以降低接触表面的磨损和摩擦系数。
对于流体润滑的系统研究约在19世纪末逐渐展开。
1883年塔瓦（Tower）发现了轴承中的流体动压现象。
彼得洛夫（Петров）研究了同心圆柱体的摩擦及润滑。
随即雷诺（Reynold）应用了数学和流体力学的原理对流体动压现象进行了分析，发表了著名的雷诺方程。
为流体动力润滑奠定了基础。
后来一些科学家，在求解雷诺方程，以及将雷诺方程应用于工程实际中作出了贡献，并解决了很多雷诺方程假设以外的问题，。
对于线接触及点接触的滚动件，在重载条件下的润滑问题，考虑了接触零件表面间的弹性变形及润滑剂的粘-压效应。
于20世纪中叶，格鲁宾（Грубин）提出了著名的弹性流体动力润滑的计算公式。
以后的道松（Dowson）郑绪云（Cheng）温诗铸等的进一步发展，使弹性流体动力润滑理论日趋成熟。
随着科学技术的发展，流体润滑中的紊流、惯性、热效应等以及非牛顿流体润滑等问题也展开了研究。
流体润滑定义：在适当条件下，摩擦副的摩擦表面由一层具有一定厚度的粘性流体完全分开，由流体的压力来平衡外载荷。
流体层中的分子大部分不受金属表面离子、电子场的作用而可以自由地移动。
这种状态称为流体润滑。
流体润滑的摩擦性质完全取决于流体的粘性，而与两个摩擦表面的材料性质无关。
流体润滑的优点：流体润滑具有极低的摩擦阻力，摩擦系数在0.001～0.008或更低（气体润滑），并能有效地降低磨损。
流体润滑的分类：根据液体压力形成的方式可分为流体静压润滑和流体动压润滑。
流体静压润滑是从外部供给具有一定压力的流体来平衡外载荷。
流体动压润滑是由摩擦表面几何形状和相对运动，借助粘性流体的动力学产生动态压力，用此润滑膜的动压来平衡外载荷。
这里着重介绍流体动压润滑原理及流体润滑基本方程。
根据摩擦表面的几何形状、尺寸、间隙、流体粘度、相对运动速度和载荷等条件，运用（粘性）流体力学的方法，分析流体润滑膜的压力分布、厚度、流量、摩擦力、发热量和温升等。
以便正确设计和选择参数，确保形成流体润滑。
4.1流体粘度在流体润滑理论中，流体（润滑油）的粘度是表征润滑油性质的重要指标。
流体的粘性是流体内部对抗相对运动或变形的一种物理性质，也就是流体分子彼此流过时所产生的一种内摩擦阻力。
粘性的大小以粘度表示。
4.1.1动力粘度（绝对粘度）可将流动的液体看作是无限多的极薄的液层组成，液体的内摩擦就是各液层之间相对滑动引起的剪切应力τ，τ的方向在运动较快一层与运动方向相反，在较慢一层则与运动方向相同。
其示意图见图4.1。
剪应力τ（流体作切向运动的单位面积阻力）与速度梯度成正比。
dudyτη=（牛顿粘性公式） 式中：η 为粘度系数（动力粘度或绝对粘度）。
其物理意义为：两个面积各为1m 2的平行液面，相距1m ，以1m/s 的速度作相对运动，如此时产生的阻力为1N （牛顿）时，动力粘度η为1Pa ·s 。
s m kg s m s mkg s m N s Pa ms m Pa dy du •=••=•=•===222/τη图4.1 液体内摩擦示意图动力粘度的单位为Pa ·s(帕斯卡·秒）；量纲为M·L -1·T -1（质量·长度-1·时间-1）。
实用时,采用P （泊）为动力粘度的单位。
1P=1dyn ·s/cm 2=0.1Pa ·s 1P=0.1Pa·s=100cP 1cP=10-2P=10－3Pa·s ； cP 厘泊水的η＝1×10－3Pa·s ； 空气的η＝0.02×10－3Pa·s ； 润滑油的η＝2～400×10－3Pa·s 。
在英制中，动力粘度称为雷恩（Reyn ）。
1Reyn≈69000P4.1.2运动粘度将同一温度下某液体的动力粘度和该液体的密度之比定义为运动粘度ν 。
ηνρ=式中：ρ 流体密度，单位 g/cm 3；（一般润滑油的密度ρ＝0.85～0.95g/cm 3）ν 运动粘度，单位m 2/s ；实用时因为ν的单位太大，用沲（斯托克斯）St 作为运动粘度的单位，令1 St ＝1cm 2/s1St=10-4m 2/s=100cSt1cSt=10-6 m 2/s ＝mm 2/s cSt （厘沲）4.1.3影响粘度的因素 ①温度的影响流体的粘度受温度影响明显。
温度升高，流体膨胀，分子间的距离增大，吸引力减小，粘度降低。
通常50℃以下，粘度随温度变化十分显著，特别是当溶解于油中的烃类的析出，和极性分子的相互吸引，使粘度明显增大，甚至失去流动性。
而50℃以上粘度变化缓慢。
如图4.2所示。
据实验结果归纳出一个经验公式：()βηη=-=t f dt d 11 式中：β 粘-温系数；t 温度()Λ+++=2ct bt a t f为温度t 的多项式。
如果只取第一项，则上式可化为：粘度c P50温度图4.2 典型的粘温曲线称雷诺粘度方程 式中：k’ 常数；t 测试温度（℃）；t 0 室温（℃）此式比较简单，但不够精确。
适用于温度变化较小的情况下。
如果取前两项或三项，则得()msa t η=+ 斯洛特（Slotte ）方程或 b t keθη⎛⎫⎪+⎝⎭= 福格尔（V ogel ）方程。
用这些方程计算繁复，但比较精确。
通常，人们用相对值来表示粘度随温度变化的程度，如粘度比，粘度-温度系数，及粘度指数等。
a.粘度比同一润滑油在低温下的运动粘度与高温下的运动粘度之比值，称为该油的粘度比。
通常用50100νν来表示粘度比。
此值越小（接近1），表示粘温性能越好。
b.粘度-温度系数同一润滑油在0℃和100℃时的运动粘度之差与该油在50℃时的运动粘度之比。
粘-温系数＝010050ννν-。
该系数的值越小，表示润滑油的粘温性能越好，即粘度随温度变化越小。
此系数是用于评定温度使用范围较大的高粘度润滑油。
c.粘度指数粘度指数是衡量润滑油粘度随温度变化程度的指标.粘度指数高,表示其粘度随温度的变化小,即粘温曲线平缓,粘温性能好。
粘度指数的大小分成四段：低粘度指数 <35；中粘度指数 35～80；高粘度指数 80～110；很高粘度指数 >110。
根据我国石油产品国家标准GB ／T1995－88规定，粘度指数VI 值按以下方法计算：当粘度指数≤100时，100⨯--=H L U L VI 100⨯-=DU L VI()0't t e k --=βη式中： L 与试样100℃时的运动粘度相同，粘度指数为0的石油产品在40℃时的运动粘度， mm 2/s ；H 与试样100℃时的运动粘度相同，粘度指数为100的石油产品在40℃时的运动粘度， mm 2/s ；U 试样40℃时的运动粘度mm 2/s ；D 为L －H, mm 2/s 。
润滑油的粘温工作已经作过很多，L ，H 可以在已有的列表中查出，或经过计算得到。
当粘度指数≥100时，YUH N log log log -=U 试样40℃时的运动粘度，mm 2/s ； Y 试样100℃时的运动粘度，mm 2/s ；H 与试样100℃时的运动粘度相同，粘度指数为100的石油产品在40℃时的运动粘度，mm 2/s 。
②压力的影响流体受压时，分子间距离缩短，吸引力增加，粘度就增大。
通常在压力低于0.5×107Pa 时，油的粘度变化可以忽略不计，而当压力超过2×107Pa 时才需要考虑其影响。
其粘-压系数如图4.3所示，为一指数函数。
d dpη与η的关系是一条直线，斜率接近于（略小于）1。
图4.3 典型的粘-压曲线10000715.01log +-=N VI反当p>（4～5）×107Pa时，油的粘度约为大气压时的2倍。
这种特性对弹性流体动力润滑有十分重要的作用。
粘-压曲线的数学表达式为：0pp eαηη=式中：p油的压力ηp 压力为p时的动力粘度；η0 大气压下的动力粘度；α粘度的压力系数。
但此式在压力（p）很高时，计算得到的ηp偏大。
矿物油和合成润滑油的粘度-压力系数在α＝（5～30）×10-9m2/N。
4.2流体润滑的基本方程4.2.1雷诺方程（Reynolds ）流体动压润滑理论的基本方程之一——润滑油压力分布的微分方程——即雷诺方程。
雷诺方程可以从粘性流体力学的基本方程导出，也可以从纳维-斯托克斯方程导出。
在推导之前必须先作以下假定，将问题简化： ①简化假定⑴润滑剂的体积力（重力）与粘性力相比可忽略不计。
即流体不受附加力的作用。
⑵润滑剂运动时的惯性力与粘性力相比，可忽略不计。
⑶润滑膜的厚度很小（与摩擦表面的轮廓尺寸相比），可认为润滑膜的压力沿膜厚方向是不变的。
即0py∂=∂。
⑷润滑剂在界面上无滑动。
即润滑剂的速度与摩擦表面的速度一样。
⑸摩擦表面的曲率与润滑膜的厚度相比很大，可将摩擦表面展成平面。
可不计表面运动速度方向的改变，即可将移动速度代替旋转速度。
以上几点假定一般都是符合实际的。
以下几点假定不一定符合实际（特别是在高速、重载条件下），计算时会有误差。
只是为了把复杂的问题进行简化，便于求解而提出的假定。
⑹润滑剂为牛顿流体，即粘度符合牛顿粘性公式dudyτη=。
⑺润滑剂在间隙中的流动为层流（非紊流），且不计其流动中的惯性效应。
⑻组成间隙的两个固体表面是刚性的（实际上是弹性或塑性的）。
⑼润滑剂是不可压缩的（对液体而言是正确的，但气体就是可压缩的了）。
⑽润滑剂的粘度在间隙中保持不变。
即不计温度与压力对粘度的影响（其实是有影响的）。
⑾与u y ∂∂、wy∂∂相比，其它方向的速度梯度都可略去不计。
（u 、w 分别为x 、z 方向的速度分量）。
②影响油膜压力分布的条件XYZ⑴油楔效应 压力与速度的分布：润滑剂（油）在两无限宽的平板之间形成收敛楔形的间隙中流动时会产生油膜压力。
图4.4所示为楔形间隙中油压分布情况。
（a ）中所示D 为固定板,C 板以速度U 沿x 方向作切向运动（由大间隙h 1向小间隙h 0处流动）。
