Análisis de la cavitación en cojinetes mediante elementos finitos y el algoritmo de uzawa

• Autores: Mantilla Núñez, Irla Doraliza, Gonzáles Chávez, Salomé
• Formato: artículo
• Fecha de Publicación: 2008
• Institución: Universidad Nacional de Ingeniería
• Repositorio: UNI-Tesis
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:cybertesis.uni.edu.pe:20.500.14076/13932
• Enlace del recurso: http://hdl.handle.net/20.500.14076/13932; https://doi.org/10.21754/tecnia.v18i1.358
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Cavitación; Cojinetes; Energía mecánica

Para el mejor rendimiento y mayor duración de dispositivos o elementos que participan en un sistema de transporte de energía mecánica, éstos requieren de un adecuado proceso de lubricación en las zonas expuestas a fricción: cojinetes, engranajes, cilindro-pistón, etc. Este proceso es muy importante para el funcionamiento óptimo del sistema, pues, reduce costos de reparación y fallas no programadas. Uno de los problemas frecuentes de la deficiente lubricación es la generada por el fenómeno de Cavilación, por ello es importante estudiar sus efectos bajo condiciones de operación. En el presente trabajo se realiza la formulación y simulación numérica de la Cavilación en cojinetes, considerando la variación de la viscosidad del lubricante en relación con la presión y el espacio de distribución. En otros trabajos realizados sobre este fenómeno, se menciona lo complejo que resultaría desarrollar un proceso numérico en un sistema cartesiano bidimensional, por las dificultades de no linealidad que existen en la formulación para obtener la solución explícita. Considerando algunos resultados de [1, 2 y 3], el presente estudio contribuye con la solución explícita del problema de frontera libre generado; para ello la ecuación diferencial de Reynolds y la aplicación de la Ley de Barus para el efecto viscoso, se reduce a una ecuación en derivadas parciales de tipo Poisson, la cual se transforma en una inecuación variacional elíptica de primera especie sobre un espacio funcional de Sobolev de orden uno. Luego se construye un esquema de resolución numérica sobre un dominio bidimensional computacional, utilizando el método de Galerkin con elementos finitos y un algoritmo de Uzawa mejorado. Finalmente, se presentan los resultados que permiten simular la ubicación de la zona de Cavitación.