Теоретическое исследование влияния изменения вязкости, моментного напряжения и скорости скольжения на пленочную смазку пористых конических подшипников

В данном исследовании изучается влияние изменения вязкости и скольжения скорости на характеристики пористых конических подшипников, смазываемых жидкостью с учетом моментных напряжений. Закон Дарси используется для описания течения жидкости через пористую среду, а теория моментных напряжений Стокса учитывает микроструктуру смазки. Разработано модифицированное уравнение Рейнольдса с учетом изменения вязкости и эффектов скольжения. Численные результаты иллюстрируют влияние моментных напряжений, скорости скольжения, проницаемости и изменения вязкости на распределение давления, несущую способность и время сжатой пленки. Наблюдается, что увеличение параметра моментных напряжений повышает давление и несущую способность, в то время как более высокая проницаемость, как правило, снижает несущую способность подшипника. Наличие скольжения на границе изменяет поведение потока и способствует улучшению характеристик смазки. Совместное воздействие пористой структуры и скольжения приводит к улучшению общих характеристик, а использование жидкостей с учетом моментных напряжений значительно повышает эффективность смазки и эксплуатационную надежность.

1. Stokes V.K. Couple stresses in fluids. Physics of Fluids, 1966, 9(9), P. 1709–1715.

2. Bair S. High Pressure Rheology for Quantitative Elastohydrodynamics. Elsevier, Amsterdam, 2007.

3. Spikes H. Friction modifier additives. Tribology Letters, 2015, 60(1), P. 5.

4. Barus C. Isothermals, isopiestics and isometrics relative to viscosity. American Journal of Science, 1893, 45(266), P. 87–96.

5. Sangeetha S., Govindarajan A. Analysis of viscosity variation with MHD on circular stepped plates in couple stress fluid. Journal of Interdisci- plinary Mathematics, 2019, 22(6), P. 889–901.

6. Naduvinamani N.B., Kadadi A.K. Effect of viscosity variation on the micropolar fluid lubrication of a short journal bearing. Advances in Tribology, 2013, 2013, P. 507821.

7. Dass T.D., Gunakala S.R., Comissiong D.M. Combined effect of variable viscosity on the lubrication characteristics of bearing systems. Materials Today: Proceedings, 2022, 56, P. 1717–1725.

8. Naduvinamani N.B., Apparao S., Kadadi A.K., Biradar S.N. Combined effects of viscosity variation on lubrication characteristics. Tribology Online, 2014, 9(4), P. 175–183.

9. Salma A., Hanumagowda B.N. Reynolds equation for porous plates accounting viscosity variation. Partial Differential Equations in Applied Mathematics, 2022, 6, P. 100424.

10. Lauga E., Brenner M.P., Stone H.A. Microfluidics: The no-slip boundary condition. Springer Handbook of Experimental Fluid Mechanics, Springer, Berlin, 2007, P. 1219–1240.

11. Vinogradova O.I. Slippage of water over hydrophobic surfaces. International Journal of Mineral Processing, 1999, 56(1-4), P. 31–60.

12. Choi C.H., Kim C.J. Large slip of aqueous liquid flow over a nanoengineered superhydrophobic surface. Physical Review Letters, 2006, 96(6), P. 066001.

13. Dass T.D., Gunakala S.R., Comissiong D.M. Combined effect of variable viscosity and velocity slip on the lubrication of journal bearings. Ain Shams Engineering Journal, 2020, 11(2), P. 501–518.

14. Kousar A., Salma A., Maruthamanikandan S., Hanumagowda B.N. Significance of slip velocity and viscosity variation on squeezed film couple- stress properties. Partial Differential Equations in Applied Mathematics, 2025, 14, P. 101160.

15. Bear J. Dynamics of Fluids in Porous Media. Dover Publications, New York, 1972.

16. Boussaha B., Lahmar M., Bou-Said B., Boucherit H. Non-Newtonian couple-stress squeeze film behaviour between oscillating anisotropic porous circular discs with sealed boundary. Mechanics & Industry, 2020, 21(3), P. 311.

17. Naduvinamani N.B., Siddangouda A. Effect of surface roughness on the hydrodynamic lubrication of porous step slider bearings with couple stress fluids. Tribology International, 2007, 40(5), P. 780–793.

18. Ramesh K., Devakar M. Peristaltic pumping through non-Darcy porous medium in an electroosmotic flow. Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics, 2020, 11(4), P. 379–390.

19. Salma A., Hanumagowda B.N. Reynolds equation in stochastic form for porous plates accounting viscosity variation. Partial Differential Equations in Applied Mathematics, 2022, 6, P. 100424.

20. Vinutha R., Hanumagowda B.N., Vasanth K.R. Theoretical analysis of effect of couple stress and slip velocity on squeeze film lubrication characteristics. Tribology International, 2024, 191, P. 109164.

21. Hanumagowda B.N., Nair S.S. Combined effect of rough surface with MHD on porous conical bearing with conducting couple-stress fluid. Palestine Journal of Mathematics, 2021, 10(2), P. 540–552.

22. Biradar K., Naduvinamani N.B., Upadhya A.C. Squeeze film characteristics of porous conical bearings with combined effects of piezo-viscous dependency and non-Newtonian couple stresses. EasyChair Preprints, 2022, P. 8305.

23. Vadher P.A., Deheri G., Patel R.M. Effect of transverse surface roughness on the performance of hydromagnetic squeeze film between conducting truncated conical plates. Journal of Marine Science and Technology, 2011, 19(6), P. 613–621.

24. Hanumagowda B.N., Nair S.S., Kumar M.V. Effect of MHD and couple stress on conical bearing. International Journal of Pure and Applied Mathematics, 2017, 113(6), P. 316–324.

25. Kempepatil R., Hiremath A.G., Hanumagowda B.N., Patil J., Tawade J.V., Khan M.I. Influence of magneto-hydrodynamic and couple stress squeeze film lubrication on conical bearing: A slip velocity model. Alexandria Engineering Journal, 2024, 106, P. 735–742.

26. Biradar K., Upadhya A.C. Surface roughness effect on porous pivoted slider bearings with squeeze film formed by couple stress fluid. Journal of Scientific Research, 2025, 17(2), P. 427–439.