潤滑剤の非線形粘弾性特性がジャーナル軸受の安定性に及ぼす影響

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潤滑剤の諸特性を改善するために多量の高分子重合物を添加した潤滑油は,粘弾性挙動を示すことが知られている.この粘弾性挙動が軸の安定性に及ぼす影響を,理論的に明らかにすることが本研究の目的である.研究方法としては,まず粘弾性モデルとして線形2要素モデルを用い,基礎方程式を流体潤滑理論に適用し潤滑方程式を得て,さらにこれを無限長幅ジャーナル軸受に適用し,非線形偏微分方程式を得る.圧力の線形近似と,軸の微少振動を正弦波と仮定した「近似解法1」,圧力の線形近似を高次の項まで考慮した「近似解法2」の2通りの解き方によりこの方程式を解いて圧力,油膜力,油膜係数を求める.ここで中央にロータを持ち両端で軸受に支えられている弾性軸の系を考え,その振動方程式から導かれた特性方程式に油膜係数を代入して安定限界線図を求める.その結果,「近似解法1」から油膜係数について,弾性係数は粘弾性流体の方がニュートン流体よりも高くなり,粘性係数については逆に粘弾性流体の方が低くなった.また安定限界線図から潤滑剤として粘弾性流体を用いると中偏心率では不安定領域が広がり,低偏心率及び高偏心率では逆に安定領域が広がった.「近似解法2」では近似の次数が低いときには「近似解法1」と同じような結果を得ることができたが,高くなると結果が不安定になった.