Σχεδιασμός εδράνων κύλισης υπό την επίδραση ηλεκτρικού πεδίου και εφαρμογή σε ηλεκτρικά αυτοκίνητα
Οι απαιτήσεις για φιλικά προς το περιβάλλον μέσα μεταφοράς οδήγησαν στην αύξηση της δημοτικότητας των ηλεκτρικών και υβριδικών οχημάτων. Είναι, επομένως, μεγάλης βιομηχανικής και επιστημονικής σημασίας να μελετηθούν σε βάθος και να κατανοηθούν οι επιρροές ενός ηλεκτρικού περιβάλλοντος στα μηχανικά μ...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2023
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | https://hdl.handle.net/10889/26020 |
| id |
nemertes-10889-26020 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Οικολογική τριβολογία Ηλεκτρικά οχήματα Ελαστοϋδροδυναμική λίπανση Έδρανα κύλισης Ηλεκτρομαγνητισμός Eco-tribology Elastohydrodynamic lubrication Rolling bearings Electric vehicles Electromagnetism |
| spellingShingle |
Οικολογική τριβολογία Ηλεκτρικά οχήματα Ελαστοϋδροδυναμική λίπανση Έδρανα κύλισης Ηλεκτρομαγνητισμός Eco-tribology Elastohydrodynamic lubrication Rolling bearings Electric vehicles Electromagnetism Βόκολος, Γεώργιος Σχεδιασμός εδράνων κύλισης υπό την επίδραση ηλεκτρικού πεδίου και εφαρμογή σε ηλεκτρικά αυτοκίνητα |
| description |
Οι απαιτήσεις για φιλικά προς το περιβάλλον μέσα μεταφοράς οδήγησαν στην αύξηση της δημοτικότητας των ηλεκτρικών και υβριδικών οχημάτων. Είναι, επομένως, μεγάλης βιομηχανικής και επιστημονικής σημασίας να μελετηθούν σε βάθος και να κατανοηθούν οι επιρροές ενός ηλεκτρικού περιβάλλοντος στα μηχανικά μέρη, υπό το πρίσμα της «Οικολογικής Τριβολογίας». Στην παρούσα εργασία γίνεται αρχικά μία σύντομη εισαγωγή για την ιστορία των ηλεκτρικών οχημάτων και παρατίθενται τα κρίσιμα μέρη αυτών. Ακόμη παρουσιάζεται η καινοτομία της παρούσας εργασίας. Στα επόμενα δύο κεφάλαια παρουσιάζεται το θεωρητικό υπόβαθρο για τα λιπαντικά μέσα και τις κατηγορίες λίπανσης, ενώ δίνεται έμφαση στην ελαστοϋδροδυναμική περιοχή, στην οποία λειτουργούν και τα έδρανα κύλισης. Στο τέταρτο κατά σειρά κεφάλαιο, αναλύεται η θεωρία επαφής εφαπτόμενων στερεών μέσα από την θεωρία του Hertz, αλλά και πως αυτή εφαρμόζεται στα έδρανα κύλισης. Πιο συγκεκριμένα, παρουσιάζεται η θεωρία της γραμμής επαφής, καθώς και οι τάσεις και οι παραμορφώσεις που δημιουργούνται σε αυτή σε μία ελαστοϋδροδυναμική επαφή. Στο πέμπτο κεφάλαιο υπάρχει μία εμβάθυνση στην ελαστοϋδροδυναμική λίπανση στα έδρανα κύλισης και παρατίθενται οι εξισώσεις που διέπουνε αυτό το περίπλοκο πρόβλημα. Αρχικά, παρατίθενται οι θεμελιώδεις εξισώσεις κίνησης των ρευστών, όπως είναι η εξίσωση συνέχειας, η εξίσωση Navier Stokes και η εξίσωση διατήρησης της ορμής. Στην συνέχεια, αναλύονται οι εξισώσεις που συνδέουν την πυκνότητα και το δυναμικό ιξώδες ενός λιπαντικού μέσου με την πίεση και την θερμοκρασία Στο κεφάλαιο έξι γίνεται μία εισαγωγή στην θεωρία του ηλεκτρομαγνητισμού και πιο συγκεκριμένα της ηλεκτροστατικής θεωρίας, ώστε στο επόμενο κεφάλαιο να εφαρμοστούν για την περιγραφή των ηλεκτρικών φαινομένων στα έδρανα κύλισης. Παρουσιάζονται μεταξύ άλλων οι ορισμοί για το ηλεκτρικό πεδίο, την ωμική αντίσταση και τον πυκνωτή, θεμελιώδεις ορολογίες για την κατανόηση των μεταγενέστερων υπολογισμών. Στο έβδομο κεφάλαιο αναλύεται ο τρόπος δημιουργίας των αστοχιών και τα αποτελέσματα των προβλημάτων λόγω των ηλεκτρικών φαινομένων. Ειδικότερα, παρουσιάζεται ο τρόπος δημιουργίας ρευμάτων και τάσεων αλλά και τα διάφορα είδη φθοράς, που οφείλονται σε αυτά. Τέλος στα τρία τελευταία κεφάλαια παρουσιάζεται η μεθοδολογία, που ακολουθήθηκε στην παρούσα εργασία και τα αποτελέσματα αυτής, με χρήση των προγραμμάτων MATLAB και Ansys, ενώ ακόμη εξάγονται συμπεράσματα και προτείνονται ιδέες για μελλοντική εργασία. |
| author2 |
Vokolos, Georgios |
| author_facet |
Vokolos, Georgios Βόκολος, Γεώργιος |
| author |
Βόκολος, Γεώργιος |
| author_sort |
Βόκολος, Γεώργιος |
| title |
Σχεδιασμός εδράνων κύλισης υπό την επίδραση ηλεκτρικού πεδίου και εφαρμογή σε ηλεκτρικά αυτοκίνητα |
| title_short |
Σχεδιασμός εδράνων κύλισης υπό την επίδραση ηλεκτρικού πεδίου και εφαρμογή σε ηλεκτρικά αυτοκίνητα |
| title_full |
Σχεδιασμός εδράνων κύλισης υπό την επίδραση ηλεκτρικού πεδίου και εφαρμογή σε ηλεκτρικά αυτοκίνητα |
| title_fullStr |
Σχεδιασμός εδράνων κύλισης υπό την επίδραση ηλεκτρικού πεδίου και εφαρμογή σε ηλεκτρικά αυτοκίνητα |
| title_full_unstemmed |
Σχεδιασμός εδράνων κύλισης υπό την επίδραση ηλεκτρικού πεδίου και εφαρμογή σε ηλεκτρικά αυτοκίνητα |
| title_sort |
σχεδιασμός εδράνων κύλισης υπό την επίδραση ηλεκτρικού πεδίου και εφαρμογή σε ηλεκτρικά αυτοκίνητα |
| publishDate |
2023 |
| url |
https://hdl.handle.net/10889/26020 |
| work_keys_str_mv |
AT bokolosgeōrgios schediasmosedranōnkylisēsypotēnepidrasēēlektrikoupedioukaiepharmogēseēlektrikaautokinēta AT bokolosgeōrgios designofrollingbearingsundertheinfluenceofelectricfieldandapplicationsonelectricvehicles |
| _version_ |
1799945006123843584 |
| spelling |
nemertes-10889-260202024-03-08T19:26:21Z Σχεδιασμός εδράνων κύλισης υπό την επίδραση ηλεκτρικού πεδίου και εφαρμογή σε ηλεκτρικά αυτοκίνητα Design of rolling bearings under the influence of electric field and applications on electric vehicles Βόκολος, Γεώργιος Vokolos, Georgios Οικολογική τριβολογία Ηλεκτρικά οχήματα Ελαστοϋδροδυναμική λίπανση Έδρανα κύλισης Ηλεκτρομαγνητισμός Eco-tribology Elastohydrodynamic lubrication Rolling bearings Electric vehicles Electromagnetism Οι απαιτήσεις για φιλικά προς το περιβάλλον μέσα μεταφοράς οδήγησαν στην αύξηση της δημοτικότητας των ηλεκτρικών και υβριδικών οχημάτων. Είναι, επομένως, μεγάλης βιομηχανικής και επιστημονικής σημασίας να μελετηθούν σε βάθος και να κατανοηθούν οι επιρροές ενός ηλεκτρικού περιβάλλοντος στα μηχανικά μέρη, υπό το πρίσμα της «Οικολογικής Τριβολογίας». Στην παρούσα εργασία γίνεται αρχικά μία σύντομη εισαγωγή για την ιστορία των ηλεκτρικών οχημάτων και παρατίθενται τα κρίσιμα μέρη αυτών. Ακόμη παρουσιάζεται η καινοτομία της παρούσας εργασίας. Στα επόμενα δύο κεφάλαια παρουσιάζεται το θεωρητικό υπόβαθρο για τα λιπαντικά μέσα και τις κατηγορίες λίπανσης, ενώ δίνεται έμφαση στην ελαστοϋδροδυναμική περιοχή, στην οποία λειτουργούν και τα έδρανα κύλισης. Στο τέταρτο κατά σειρά κεφάλαιο, αναλύεται η θεωρία επαφής εφαπτόμενων στερεών μέσα από την θεωρία του Hertz, αλλά και πως αυτή εφαρμόζεται στα έδρανα κύλισης. Πιο συγκεκριμένα, παρουσιάζεται η θεωρία της γραμμής επαφής, καθώς και οι τάσεις και οι παραμορφώσεις που δημιουργούνται σε αυτή σε μία ελαστοϋδροδυναμική επαφή. Στο πέμπτο κεφάλαιο υπάρχει μία εμβάθυνση στην ελαστοϋδροδυναμική λίπανση στα έδρανα κύλισης και παρατίθενται οι εξισώσεις που διέπουνε αυτό το περίπλοκο πρόβλημα. Αρχικά, παρατίθενται οι θεμελιώδεις εξισώσεις κίνησης των ρευστών, όπως είναι η εξίσωση συνέχειας, η εξίσωση Navier Stokes και η εξίσωση διατήρησης της ορμής. Στην συνέχεια, αναλύονται οι εξισώσεις που συνδέουν την πυκνότητα και το δυναμικό ιξώδες ενός λιπαντικού μέσου με την πίεση και την θερμοκρασία Στο κεφάλαιο έξι γίνεται μία εισαγωγή στην θεωρία του ηλεκτρομαγνητισμού και πιο συγκεκριμένα της ηλεκτροστατικής θεωρίας, ώστε στο επόμενο κεφάλαιο να εφαρμοστούν για την περιγραφή των ηλεκτρικών φαινομένων στα έδρανα κύλισης. Παρουσιάζονται μεταξύ άλλων οι ορισμοί για το ηλεκτρικό πεδίο, την ωμική αντίσταση και τον πυκνωτή, θεμελιώδεις ορολογίες για την κατανόηση των μεταγενέστερων υπολογισμών. Στο έβδομο κεφάλαιο αναλύεται ο τρόπος δημιουργίας των αστοχιών και τα αποτελέσματα των προβλημάτων λόγω των ηλεκτρικών φαινομένων. Ειδικότερα, παρουσιάζεται ο τρόπος δημιουργίας ρευμάτων και τάσεων αλλά και τα διάφορα είδη φθοράς, που οφείλονται σε αυτά. Τέλος στα τρία τελευταία κεφάλαια παρουσιάζεται η μεθοδολογία, που ακολουθήθηκε στην παρούσα εργασία και τα αποτελέσματα αυτής, με χρήση των προγραμμάτων MATLAB και Ansys, ενώ ακόμη εξάγονται συμπεράσματα και προτείνονται ιδέες για μελλοντική εργασία. Demands for environmentally friendly means of transport have led to the increasing popularity of electric and hybrid vehicles. It is therefore of great industrial and scientific importance to study and understand the effects of an electric environment on mechanical parts in the light of 'Ecological Tribology'. In this diploma thesis, a brief introduction to the history of electric vehicles is first given and the critical parts are listed. Furthermore, the novelty of this work is presented. In the next two chapters the theoretical background on lubricants and lubrication regions is presented, and the focus is on the elastohydrodynamic region in which rolling bearings operate. In the fourth chapter, tangential solids contact theory is discussed through Hertz's theory and how it applies to rolling bearings. More specifically, the theory of the contact line is presented, as well as the stresses and strains generated in it in an elastohydrodynamic contact. In the fifth chapter there is an in-depth study of elastohydrodynamic lubrication in rolling bearings and the equations governing this complex problem are given. First, the fundamental equations of fluid motion, such as the continuity equation, the Navier Stokes equation and the momentum conservation equation are listed. Next, the equations relating the density and dynamic viscosity of a lubricant to pressure and temperature are discussed. Chapter six introduces the theory of electromagnetism, and more specifically electrostatic theory, so that in the next chapter they can be applied to describe the electrical phenomena in rolling bearings. Among other things, definitions of the electric field, resistance and capacitor are presented, fundamental terminology for understanding the subsequent calculations.Chapter seven discusses the mode of failure generation and the results of problems due to electrical phenomena. In particular, the way currents and voltages are generated, and the different types of damage caused by them are presented. Finally, the last three chapters present the methodology followed in this work and its results, using MATLAB and Ansys, while conclusions are drawn and ideas for future work are proposed. 2023-10-23T07:00:26Z 2023-10-23T07:00:26Z 2023-10-20 https://hdl.handle.net/10889/26020 el Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/ application/pdf |
