A fast thermoelastohydrodynamic model for dynamically loaded journal bearings behaviour analysis

Abstract

An efficient method for thermoelastohydrodynamic (TEHD) journal bearings lubrication analysis is presented. Lubrication film temperature is treated as a time-dependent two-dimensional variable and is averaged over the film thickness. In order to compute the film and solids temperature, a new heat flux conservation algorithm, based on both Finite Element (FEM) - Finite Volume (FVM) methods, is proposed. A key point in this analysis is the consideration of different heat transfer coefficients at film - solids and solids - surroundings boundaries. The Reynolds equation in the film is solved using the FEM discretization. A mass-conserving cavitation algorithm is applied and the effect of viscosity variation with the temperature is taken into account.

Une méthode efficace pour la lubrification thermoélastohydrodynamique des paliers est présentée. La température du film lubrifiant est considérée comme une variable bidimensionnelle, dépendante du temps et moyennée suivant l'épaisseur du film. Un nouvel algorithme de conservation du flux de chaleur basé sur les méthodes des éléments finis (FEM) et des volumes finis (FVM) est proposé pour le calcul de la température dans le film et les solides. Un point important pour cette analyse est le choix des différents coefficients de transfert de flux au niveau des interfaces film/solides et solides/milieu ambiant. La résolution de l'équation de Reynolds dans le film s'appuie sur une discrétisation par éléments finis. Un algorithme de conservation de débit massique est utilisé et la variation de la viscosité avec la température est prise en compte.

Keywords:

• thermoelastohydrodynamic lubrication
• Reynolds equation
• finite element
• bearing
• connecting rod

Mots clés:

• lubrification thermoélastohydrodynamique
• équation de Reynolds
• éléments finis
• palier
• bielle