Ψηφιακό δίδυμο τριβομετρίας σε οριακή λίπανση με λιπαντικά φουλερενίου μη σύμμορφων γεωμετριών τύπου δακτυλίου-πλάκας
Loading...
Date
2026-02-25
Authors
Μπασιάκος, Κωνσταντίνος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η τριβή και η λίπανση αποτελούν κρίσιμους παράγοντες για την λειτουργία μηχανολογικών συστημάτων, επηρεάζοντας άμεσα την ενεργειακή απόδοση, τη φθορά και τη διάρκεια ζωής των μερών που βρίσκονται σε επαφή. Για την βελτιστοποίηση των σύγχρονων μηχανικών εφαρμογών είναι απαραίτητη η μελέτη της τριβολογικής συμπεριφοράς των λιπαντικών υπό πραγματικές συνθήκες, προσομοιώνοντας το φαινόμενο όσο το δυνατόν καλύτερα. Η πρόβλεψη της αποτελεσματικότητας ενός λιπαντικού επιτυγχάνεται μέσω πειραματικών και υπολογιστικών εφαρμογών και ο συνδυασμός τους αποτελεί το πιο έγκυρο εργαλείο που χρησιμοποιείται σήμερα.
Ο κύριος σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν η εύρεση της επίδρασης των σφαιρικών νανομορίων άνθρακα C60 ως πρόσθετο σε λιπαντικά μηχανών εσωτερικής καύσης. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω μιας πειραματικής διάταξης τύπου δακτυλίου-πλάκας (Block-on-Ring). Κατά την πειραματική διαδικασία υπολογίζεται έμμεσα ο συντελεστής και η δύναμη τριβής που παράγεται μεταξύ των λιπαινόμενων επιφανειών, από την ισχύ που καταναλώνεται στον ηλεκτρικό κινητήρα που περιστρέφει τον δακτύλιο. Παράλληλα προσδιορίζεται το πάχος του σχηματιζόμενου λιπαντικού φιλμ με την μέθοδο της ηλεκτρικής χωρητικότητας.
Στη συνέχεια αναπτύχθηκε υπολογιστική προσομοίωση της ίδιας διάταξης στο λογισμικό ANSYS Fluent βασισμένη σε προσομοίωση ροής CFD με γεωμετρία τύπου «σφήνας», αποσκοπώντας στον υπολογισμό της δύναμης τριβής υπό ίδιες συνθήκες λειτουργίας. Η σύγκριση των πειραματικών και υπολογιστικών δεδομένων επιτρέπει την αξιολόγηση της ακρίβειας του μοντέλου και την δυνατότητα δημιουργίας ενός ψηφιακού διδύμου (Digital Twin) της πειραματικής διάταξης. Με την επαλήθευση της εγκυρότητας της υπολογιστικής προσομοίωσης επιτυγχάνεται ο εύκολος υπολογισμός της δύναμης τριβής, της ταχύτητας ροής, της κατανομής πίεσης και πολλών άλλων στοιχείων για διάφορους συνδυασμούς λιπαντικών και υλικών.
Description
Keywords
Ψηφιακά δίδυμα, Φουλερένιο, Τριβομετρία, Διατάταξη δακτυλίου-πλάκας