(1.中國(guó)民航大學(xué) 天津市民用航空器適航與維修重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 天津 300300；2.中國(guó)民航大學(xué)航空工程學(xué)院 天津 300300;3.天津布爾科技有限公司 天津 300380)

軸-滑動(dòng)軸承摩擦副是各種機(jī)械裝置使用最廣泛、最普遍的支承-傳動(dòng)系統(tǒng)，軸工作中受載荷作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生變形，導(dǎo)致軸承在軸承孔中傾斜并引起不對(duì)中，影響滑動(dòng)軸承的潤(rùn)滑性能。軸承表面在加工的過(guò)程中會(huì)在表面形成一定的紋理，表面紋理的形成通常與切削速度、切削深度、刀具的幾何形狀、加工設(shè)備的振動(dòng)等密切相關(guān)，表面的不同紋理對(duì)滑動(dòng)軸承的潤(rùn)滑狀態(tài)會(huì)產(chǎn)生很大的影響。因此，如何將軸承系統(tǒng)表面形貌反映到實(shí)際摩擦潤(rùn)滑設(shè)計(jì)中對(duì)于指導(dǎo)摩擦副的設(shè)計(jì)具有重要意義。

目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在如何將粗糙度引入摩擦副方面開(kāi)展了深入研究，從最初忽略粗糙度到利用統(tǒng)計(jì)和實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法引入粗糙度，模型從不確定到確定[1-3]。PATIR和CHENG[4]利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法將粗糙度通過(guò)流量因子的形式考慮于潤(rùn)滑模型中。隨著計(jì)算機(jī)模擬的出現(xiàn)，將粗糙度通過(guò)隨機(jī)生成的方法反映于油膜厚度中成為可能。通過(guò)三維形貌掃描整個(gè)摩擦副表面，再疊加形貌圖片來(lái)提供粗糙度，由于形狀復(fù)雜性和計(jì)算量過(guò)大成為瓶頸[4]。THOMAS于1958年證明了指數(shù)和指數(shù)-余弦形成自相關(guān)函數(shù)能夠很好地描述現(xiàn)實(shí)世界中的許多隨機(jī)現(xiàn)象[5]。WHITEHOUSE在1970年的試驗(yàn)結(jié)果顯示，許多工程表面的高度分布都滿足高斯分布，其表面輪廓具有指數(shù)自相關(guān)函數(shù)關(guān)系[6]。此外，WATSON和SPEEDING[7]利用轉(zhuǎn)換系統(tǒng)模擬仿真非高斯隨機(jī)表面，HU和TONDER[8]在仿真非高斯隨機(jī)表面時(shí)應(yīng)用了這一方法，同時(shí)將其推廣到三維表面。分形曲面在自然界是大量存在的，如山脈、地形、巖石裂隙和斷層表面形態(tài)等，都是分形表面的實(shí)例。

本研究作者在深入研究滑動(dòng)軸承摩擦副系統(tǒng)潤(rùn)滑機(jī)制的基礎(chǔ)上，考慮到軸受到載荷作用產(chǎn)生變形引起的軸頸在軸承孔中產(chǎn)生不對(duì)中，研究結(jié)構(gòu)表面粗糙度生成方法，建立確定性模型研究不同軸瓦表面粗糙度對(duì)軸承油膜厚度影響?；跐?rùn)滑確定性模型，將粗糙度表面高度與不對(duì)中油膜厚度疊加，研究高斯表面、非高斯表面、分形插值曲面對(duì)不對(duì)中軸頸-軸承潤(rùn)滑性能的影響，采用有限差分方法結(jié)合松弛迭代求解潤(rùn)滑控制方程，分析軸頸不對(duì)中和表面粗糙度耦合作用下最大油膜壓力、端泄流量、承載力和軸承力矩隨偏心率、轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系。

1 基本方程和公式

1.1 潤(rùn)滑控制方程

PATIR和CHENG[4]利用統(tǒng)計(jì)學(xué)引入流量因子來(lái)描述粗糙度對(duì)流動(dòng)的影響，根據(jù)粗糙度對(duì)流體流動(dòng)是阻礙還是便于流動(dòng)，將粗糙度的影響通過(guò)流量因子的形式體現(xiàn)在潤(rùn)滑控制方程中。綜合考慮結(jié)構(gòu)表面粗糙度的平均形式的Reynolds方程可表示為

(1)

式中:h是油膜厚度;ρ是潤(rùn)滑油密度;p是油膜壓力；U是沿x方向的速度;σ為兩表面的粗糙度；φx、φy是壓力流量因子，表示粗糙表面間的平均壓力流量與光滑表面間的壓力流量之比；φs為剪切流量因子；φc為接觸因子。

在實(shí)際確定性模型中，應(yīng)將模擬的結(jié)構(gòu)表面粗糙度反映于油膜厚度中，準(zhǔn)確分析結(jié)構(gòu)表面粗糙度對(duì)軸承潤(rùn)滑特性的影響，潤(rùn)滑控制方程可表示為

(2)

式中:h是油膜厚度；p是油膜壓力；U是沿x方向的速度。

1.2 軸頸在軸承中傾斜時(shí)油膜厚度表達(dá)式

圖1所示為軸頸傾斜狀態(tài)下示意圖，其中OC2是軸頸中心的連線，C1、C2、C3是軸頸軸向與前端面、中間截面、后斷面的交點(diǎn)。油膜厚度可表示為

(3)

式中：c是半徑間隙；e是軸承中心截面偏心距；θ是從z軸正方向起的角坐標(biāo)；φ是軸承與軸頸中心的連線OC2與z軸的夾角；γ是軸頸在軸承中的傾斜角；l是軸承寬度；α是OC2與C1C3之間的夾角；σrs為軸頸和軸瓦表面疊加粗糙度。

圖1 軸承軸頸傾斜示意圖Fig 1 Misaligned journal schematic diagram

1.3 軸承機(jī)油端泄流量

軸承前端面和后端面流出潤(rùn)滑油的流量分別為

(4)

(5)

軸承總端泄流量為

Q=|Q1|+|Q2|

(6)

1.4 軸承油膜力矩

傾斜軸承軸頸中央截面兩側(cè)的油膜壓力不對(duì)稱，油膜壓力會(huì)對(duì)軸頸產(chǎn)生一定的力矩M。油膜力矩在x方向和y方向產(chǎn)生力矩分量是

(7)

(8)

總油膜力矩為

(9)

1.5 軸承油膜承載力

油膜承載力在x方向和y方向的分量為

(10)

(11)

油膜總承載力為

(12)

2 隨機(jī)粗糙表面模型的建立

2.1 高斯粗糙表面模型研究

工程實(shí)際中的粗糙表面經(jīng)過(guò)數(shù)字化采樣后成為離散化的隨機(jī)過(guò)程，輸入序列η(i,j)是高斯分布，采用二維數(shù)字濾波技術(shù)就可以模擬高斯隨機(jī)粗糙表面。

在目前的研究中自相關(guān)函數(shù)被定義為指數(shù)型函數(shù)，其表達(dá)式為

Rz(k,l)=σ2exp{-2.3[(k/βx)2+(l/βy)2]1/2}

(13)

式中:σ為表面均方根粗糙度;βx、βy分別為x、y方向上的自相關(guān)長(zhǎng)度。

由自相關(guān)函數(shù)R經(jīng)傅立葉變換得到功率譜密度：

exp(-jkωx)exp(-jlωy)

(14)

(15)

由于輸入序列η(i,j)是獨(dú)立的隨機(jī)序列服從高斯分布，該序列功率譜密度為常數(shù)C。式(15)可以寫(xiě)成：

H(ωx,ωy)=(Sz(ωx,ωy)/C)1/2

(16)

式(16)中傳遞函數(shù)進(jìn)行傅立葉逆變換得到濾波函數(shù)：

exp(-jkωx)exp(-jlωy)

(17)

(18)

2.2 非高斯分布粗糙度表面模型

表征非高斯隨機(jī)粗糙表面其完整的統(tǒng)計(jì)學(xué)過(guò)程，可用平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、偏斜度、峰度4個(gè)統(tǒng)計(jì)參數(shù)進(jìn)行表征。為將一個(gè)符合高斯分布的隨機(jī)序列轉(zhuǎn)化為具有一定偏態(tài)和峰度值的非高斯序列，需要利用Johnson轉(zhuǎn)換系統(tǒng)對(duì)高斯隨機(jī)序列進(jìn)行轉(zhuǎn)換[9-11]。Johnson轉(zhuǎn)換系統(tǒng)所描述的系統(tǒng)頻率曲線包括以下3種形式：

(1)對(duì)數(shù)正態(tài)系統(tǒng)

η′=ξ+λ·e(η-γ)/δ,(η′>ξ)

(20)

(2)對(duì)于無(wú)界系統(tǒng)

(21)

(3)對(duì)于有界系統(tǒng)

(22)

式中:η為高斯隨機(jī)序列；η′為帶有給定斜度和峰度的非高斯隨機(jī)序列，是由給定的高斯序列轉(zhuǎn)換得到；γ、δ、ξ和λ為可用高斯分步曲線前4階矩進(jìn)行擬合計(jì)算得到的常數(shù)[12]。

研究表明，當(dāng)一個(gè)隨機(jī)序列通過(guò)數(shù)字濾波器時(shí)其偏斜度和峰度將會(huì)有所改變，需要對(duì)指定的偏斜度和峰度值進(jìn)行修正。

設(shè)輸入序列的偏斜度和峰度分別為SKη、Kη[13]，則Johnson變換系統(tǒng)后，其輸出序列Kz、SKz與輸入序列Kη、SKη有如下關(guān)系：

(23)

(24)

根據(jù)前文模擬高斯粗糙表面的類似方法，模擬具有指數(shù)形式的自相關(guān)函數(shù)：

(25)

式中：σ為表面均方根粗糙度;βx、βy分別為x、y方向上表面輪廓的自相關(guān)長(zhǎng)度。

通過(guò)對(duì)自相關(guān)函數(shù)進(jìn)行傅立葉變換，即可以得到隨機(jī)粗糙表面的概率密度譜函數(shù)Sz(ωx,ωy)，表達(dá)式為

(26)

Sη(ωx,ωy)為輸入序列的功率密度，式中，ωx=ejωx,ωy=ejωy,輸入功率密度Sη(ωx,ωy)和輸出功率密度Sz(ωx,ωy)之間的關(guān)系如下：

Sz(ωx,ωy)=|H(ωx,ωy)|2Sη(ωx,ωy)

(27)

由于輸入序列η(i,j)是獨(dú)立的隨機(jī)離散點(diǎn)，所以輸入序列的概率密度函數(shù)Sη(ωx,ωy)為常數(shù)。通過(guò)計(jì)算傳遞函數(shù)H(ωx,ωy)的傅立葉逆變換即可以得到濾波函數(shù)h(k,l)：

exp(-jkωx-jlωy)

(28)

用濾波函數(shù)對(duì)輸入的非高斯隨機(jī)序列進(jìn)行濾波得到非高斯隨機(jī)粗糙表面的高度分布函數(shù)z(i,j)，其輸入輸出關(guān)系表達(dá)式為

(29)

式中：I=0，1，......，N-1，J=0，1，......，M-1，n=N/2，m=M/2；h(k，l)為濾波器的沖擊響應(yīng)函數(shù)。

2.3 分形插值曲面模型

W-M分形函數(shù)[14-15]特點(diǎn)是連續(xù)性、處處不可微性以及自相似等，是表示隨機(jī)輪廓的典型函數(shù)，不僅可以用來(lái)模擬二維表面輪廓，還可以進(jìn)行是三維表面輪廓形貌模擬。其三維函數(shù)模型：

(30)

式中：Cn是服從均值為0，方差為1的正太分布的隨機(jī)數(shù)(也稱尺度系數(shù))；An、Bn是相互獨(dú)立且都服從[0,2π]上的均與分布的隨機(jī)數(shù)；Ds是理論分形維數(shù)(2

W-M函數(shù)實(shí)際上是空間中不同層次不同頻率的正弦/余弦曲線的疊加而成，其中一種常用的產(chǎn)生隨機(jī)分形表面的典型函數(shù)由下式表示：

(31)

(32)

式中：C是表面的高度系數(shù)；Ds是空間分形維數(shù)且有Ds=D+1，D是截面的分形維數(shù)；φmn是一系列 0 到π之間的隨機(jī)相位;γ是控制表面起伏密度的參量;M是空間起伏的數(shù)量;L為模擬圖像的大小;G是調(diào)整粗糙度的一個(gè)系數(shù)。

對(duì)于一個(gè)完全分形的表面，有nmax→，在實(shí)際模擬中nmax不可能取到無(wú)窮大，取

(33)

式中：Lmax是取樣長(zhǎng)度；Lmin由儀器分辨率決定的。

3 求解過(guò)程

3.1 不對(duì)中-軸頸分析參數(shù)

為深入研究軸頸-軸瓦系統(tǒng)表面粗糙度模型對(duì)軸承潤(rùn)滑性能影響，文中基于表1所示軸承參數(shù)開(kāi)展軸承性能分析。

表1 軸承主要參數(shù)

3.2 計(jì)算流程

在軸瓦表面粗糙度的確定性模型基礎(chǔ)上，將軸瓦表面粗糙度模型數(shù)據(jù)疊加于油膜厚度中，利用線性插值方法變成256×256節(jié)點(diǎn)矩陣，使粗糙度模型網(wǎng)格與油膜厚度網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)相互對(duì)應(yīng)。圖2所示為考慮表面粗糙度的軸承性能的計(jì)算流程圖。

5.動(dòng)詞不定式復(fù)合結(jié)構(gòu)做后置定語(yǔ)，它和動(dòng)詞不定式短語(yǔ)一樣，均只能放在被修飾成分的后面，做后置定語(yǔ)。例如：

圖2 計(jì)算流程圖Fig 2 Flow chart of analysis

求解過(guò)程中為獲得穩(wěn)定油膜壓力，采取了超松弛迭代方法，松弛因子ω=0.1。油膜壓力p可以表示為

p=ωpnew+(1-ω)pold

(34)

迭代法判斷油膜壓力的收斂條件:

(35)

4 隨機(jī)粗糙表面研究

4.1 高斯隨機(jī)粗糙表面研究

圖3所示為表面均方根粗糙度(σ=2×10-6m)下相關(guān)長(zhǎng)度βx=βy=10的高斯隨機(jī)粗糙表面。圖4給出了在表面均方根粗糙度(σ=2×10-6m)下βx=5 000,βy=5上相關(guān)長(zhǎng)度不等模擬的高斯隨機(jī)粗糙表面，其更好地模擬了車(chē)削加工工藝形成的結(jié)構(gòu)表面的紋理結(jié)構(gòu)。

圖3 各向同性高斯表面分布Fig 3 Isotropic Gaussian surface distribution

圖4 模擬車(chē)削表面分布Fig 4 Simulated turning surface distribution

4.2 分形粗糙表面模型研究

圖5所示為不同分形維數(shù)和反映輪廓幅值大小的尺寸系數(shù)(G=5.5×10-11)下的分形曲面分布。分形插值函數(shù)對(duì)粗糙表面的模擬效果，主要取決于垂直尺度因子和被插值的原始輪廓形貌與實(shí)測(cè)表面輪廓的接近程度。一般來(lái)講，分形維數(shù)D越大，即粗糙程度越低，垂直尺寸因子值應(yīng)越小。

4.3 非高斯隨機(jī)粗糙表面模型研究

圖6 三維非高斯隨機(jī)粗糙表面Fig 6 Three-dimensional negative skew non-Gaussian random rough surface

5 含隨機(jī)粗糙表面的軸承潤(rùn)滑特性分析

5.1 高斯車(chē)削表面對(duì)潤(rùn)滑特性的影響分析

圖7(a)所示為自相關(guān)長(zhǎng)度βx=5 000、βy=5、σ=2×10-6m下的高斯隨機(jī)粗糙表面。

圖7 含車(chē)削高斯表面的軸承潤(rùn)滑特性Fig 7 Bearing lubrication characteristics with turned Gaussian surface (a)simulated Gaussian turning surface;(b) oil film thickness distribution;(c)oil film pressure distribution;(d)variation of end discharge flow with RMS;(e)variation of working torque with RMS;(f)variation of bearing capacity with RMS

在實(shí)際加工過(guò)程中，一些加工工藝形成車(chē)削的紋理表面，在周向方向出現(xiàn)深度不同凹槽，軸向方向上起伏變化特別明顯。將隨機(jī)粗糙表面反映到油膜厚度中，如圖7(b)所示，在不對(duì)中軸承中油膜分布出現(xiàn)明顯起伏變化，并在周向方向上出現(xiàn)深淺不一的凹槽，對(duì)油膜厚度分布有較大的影響；與不含粗糙表面相比，粗糙表面導(dǎo)致油膜壓力分布出現(xiàn)較大波動(dòng)，壓力分布出現(xiàn)起伏的階梯狀波動(dòng)(如圖7(c)中D處所示)，是由于車(chē)削表面引起油膜厚度梯度造成。圖7(d)、7(e)、7(f)所示為軸頸-軸承表面為車(chē)削表面下，軸承潤(rùn)滑性能參數(shù)隨表面均方根粗糙度σ的變化趨勢(shì)。研究結(jié)果表明，圖7(a)所示車(chē)削表面在σ>1 μm時(shí)將增大機(jī)油泄流量，其承載能力明顯下降。

5.2 不對(duì)中軸頸-軸承油膜厚度分析

圖8所示為軸頸ε=0.7、n=5 000 r/min下未考慮表面形貌和考慮高斯、非高斯、分形等表面形貌的油膜厚度分布情況。現(xiàn)采用高斯曲面、非高斯曲面、分形曲面模擬軸瓦粗糙表面，結(jié)果表明，軸瓦表面粗糙度使最小油膜厚度減少，油膜表面出現(xiàn)不同粗糙分布，但油膜厚度分布未發(fā)生明顯變化。

相關(guān)長(zhǎng)度βx=βy=10和表面均方根粗糙度σ=0.3 μm下高斯粗糙表面在相同尺寸下起伏較小，形成的油膜厚度分布較為緩和，表面均方根粗糙增大到σ=2 μm，高斯表面粗糙度幅值變大(如圖8(b)所示)，對(duì)油膜厚度分布有較大影響。圖8(c)中分形維數(shù)D=2.4的分形表面突起和凹陷特別明顯，起伏波動(dòng)較為明顯，造成圖8(c)中A處油膜厚度凹陷很大，對(duì)油膜壓力分布也有很大的影響。峰度K=3、偏斜度SK=0.75的非高斯隨機(jī)粗糙表面形成的峰值和谷值尖銳，且幅值較大，對(duì)油膜厚度分布有較明顯的影響(如圖8(d)中B處所示)。

圖8 不同表面形貌下油膜厚度分布Fig 8 Oil film thickness distribution with different surface topography (a)oil film thickness without rough surface;(b)oil film thickness with Gauss rough surface;(c)oil film thickness with fractal rough surface;(d)oil film thickness with non-Gauss rough surface

5.3 不對(duì)中軸頸-軸承油膜壓力分析

圖9所示為ε=0.7、n=5 000 r/min、γ=0.025°不考慮表面形貌和3種表面形貌(高斯表面、非高斯表面、分形表面)下的油膜壓力分布。在分析過(guò)程中當(dāng)ε較大時(shí)，軸瓦表面形貌對(duì)油膜厚度影響較大，對(duì)最大油膜壓力pmax的影響也較為明顯。文中分析軸承在高速重載環(huán)境下軸頸不對(duì)中及軸瓦表面形貌對(duì)油膜特性的影響。圖9(a)所示為未考慮粗糙表面下軸承油膜壓力分布情況，φ=3π/2使得油膜在軸承兩端部出現(xiàn)較大壓力，pmax=29.95 MPa。圖9(b)所示為軸瓦表面為高斯隨機(jī)粗糙表面的壓力分布情況，pmax=42.55 MPa。圖9(c)所示為軸承軸瓦為分形粗糙表面的壓力分布情況，pmax=33.01 MPa，圖9(d)所示為軸承內(nèi)軸瓦表面為非高斯隨機(jī)粗糙表面的壓力分布情況，pmax=30.35 MPa。研究結(jié)果表明，考慮表面形貌時(shí)油膜壓力的分布位置并未出現(xiàn)明顯改變，當(dāng)軸頸的偏心率較大時(shí)，含3種粗糙表面的油膜壓力變大，其中，軸瓦含高斯隨機(jī)粗糙表面的油膜壓力有明顯的增加。軸瓦模擬非高斯隨機(jī)粗糙表面產(chǎn)生的油膜壓力分布明顯凹凸不平(如圖9(d)中的 C處)。

圖9 不同表面形貌下油膜壓力分布Fig 9 Oil film pressure distribution with different surface topography (a)oil film pressure without rough surface;(b)oil film pressure with Gauss rough surface;(c)oil film pressure with fractal rough surface;(d)oil film pressure with non-Gauss rough surface

5.4 不對(duì)中軸頸-軸承潤(rùn)滑特性研究分析

圖10所示為偏心率ε=0.7時(shí)軸承-軸頸最大油膜壓力pmax、最小油膜厚度hmin、端泄流量Q、穩(wěn)定工作力矩M、承載力F隨轉(zhuǎn)速n的變化關(guān)系。其中，包括統(tǒng)計(jì)學(xué)模型(其表面均方根粗糙度為1 μm)和確定性模型(含高斯粗糙表面、非高斯粗糙表面、分形表面)以及無(wú)粗糙表面等5種隨機(jī)粗糙模型。研究結(jié)果表明，隨著轉(zhuǎn)速增加，pmax、Q、M、F都呈增加的趨勢(shì)，低轉(zhuǎn)速時(shí)，各種工況下軸承性能各個(gè)參數(shù)相差不大。隨著轉(zhuǎn)速增加，含高斯粗糙表面的軸承性能各參數(shù)相對(duì)于無(wú)粗糙表面均有明顯增加，分形表面和非高斯表面則沒(méi)有較大變化?？紤]確定性模型計(jì)算軸承各參數(shù)(最大油膜壓力pmax、端泄流量Q、工作力矩M、承載力F)均大于統(tǒng)計(jì)學(xué)模型。

圖11所示為n=5 000 r/min,φ=π/2,α=π/2,c=0.03 mm,μ=0.009時(shí)，統(tǒng)計(jì)學(xué)模型和確定性模型(含高斯粗糙表面、非高斯粗糙表面、分形表面)以及無(wú)粗糙表面的軸承潤(rùn)滑性能。軸承最大油膜壓力pmax、端泄流量Q、工作力矩M、承載力F隨偏心率ε的變化關(guān)系。研究結(jié)果表明，低偏心率時(shí)，軸承各工況下潤(rùn)滑性能參數(shù)相差不大，隨著偏心率增加到一定數(shù)值(ε=0.7)后，軸承潤(rùn)滑性能各參數(shù)均有明顯的增加。其中，含高斯粗糙表面軸承最大油膜壓力pmax、工作力矩M、承載力F均有明顯的增加，含分形曲面和非高斯曲面軸瓦相對(duì)于無(wú)粗糙表面則增加幅度不大。含分形曲面和非高斯曲面軸承工作力矩M、承載力F相對(duì)于無(wú)粗糙表面則沒(méi)有明顯變化。就端泄流量而言，含各粗糙表面軸承的端面流量相差不大。采用確定性模型計(jì)算軸承潤(rùn)滑特性各參數(shù)(最大油膜壓力pmax、端泄流量Q、工作力矩M、承載力F)均小于統(tǒng)計(jì)學(xué)模型。

圖10 5種粗糙表面條件下軸承參數(shù)隨轉(zhuǎn)速的變化Fig 10 Variation of bearing parameters with rotation speed under five rough surface conditions(a)variation of oil film pressure with rotation speed;(b)variation of end discharge flow with rotation speed;(c) variation of working torque with rotation speed;(d)variation of bearing capacity with rotation speed

圖11 5種粗糙表面條件下軸承參數(shù)隨偏心率的變化Fig 11 Variation of bearing parameters with eccentricity under five rough surface conditions (a)variation of end discharge flow with eccentricity;(b)variation of maximum oil film pressure with eccentricity;(c) variation of working torque with eccentricity;(d)variation of bearing capacity with eccentricity

6 結(jié)論

(1)隨著高斯粗糙表面由σ=0.3 μm增加到σ=2 μm，粗糙表面高度分布變大；當(dāng)βx=βy=10時(shí)各項(xiàng)同性高斯粗糙表面波峰、波谷分布變密，x、y方向上相關(guān)性增強(qiáng)，波峰和波谷尖銳、較深，油膜厚度分布出現(xiàn)起伏波動(dòng)，且在油膜壓力峰值處出現(xiàn)較為明顯的階梯狀波動(dòng)。對(duì)于分形粗糙曲面，隨著分形維數(shù)增加，分形曲面隨機(jī)粗糙程度逐漸降低，且表面粗糙高度減小；非高斯隨機(jī)曲面在高斯曲面基礎(chǔ)上出現(xiàn)偏斜，表面形成的峰值和谷值尖銳、較深，對(duì)油膜厚度分布有較為明顯的影響；與確定性模型相比，傳統(tǒng)流量因子模型在潤(rùn)滑特性估計(jì)時(shí)會(huì)偏低，油膜壓力分布比較光滑，無(wú)法捕捉到油膜細(xì)節(jié)。

(2)軸頸在軸承孔中傾斜時(shí)，對(duì)軸承最大油膜壓力、最小油膜厚度有明顯的影響，將表面形貌(高斯曲面、分形曲面、非高斯曲面)耦合到滑動(dòng)軸承油膜厚度中，軸承最大油膜壓力位置(θ=3π/2)均沒(méi)有明顯變化，但最大油膜壓力pmax分布位置出現(xiàn)明顯變化，其中，含非高斯表面的油膜壓力分布出現(xiàn)鋸齒形分布。

(3)未考慮表面形貌的軸承在不同偏心率、轉(zhuǎn)速下均低估pmax、Q、M和F；當(dāng)轉(zhuǎn)速、偏心率低時(shí)，軸瓦表面形貌對(duì)軸承性能的影響不大，隨著偏心率、轉(zhuǎn)速增加到一定數(shù)值后(ε=0.7、n=5 000 r/min)，pmax、M、F明顯大于無(wú)粗糙表面，但端泄流量Q變化不明顯，其中含高斯隨機(jī)表面對(duì)軸承性能影響較明顯。