多孔質(zhì)氣體靜壓軸承因其特殊的節(jié)流方式,比傳統(tǒng)的小孔節(jié)流軸承具有更高的承載力、剛度和較好的穩(wěn)定性,體現(xiàn)出了巨大的發(fā)展前景。目前,對(duì)多孔質(zhì)氣體軸承靜承載力、靜剛度設(shè)計(jì)研究已基本成熟,但對(duì)其在工作條件下的動(dòng)態(tài)特性的研究還比較少。因此,本文針對(duì)目前多孔質(zhì)氣體靜壓軸承的動(dòng)態(tài)特性還存在依賴經(jīng)驗(yàn)和缺乏實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的問題,對(duì)多孔質(zhì)靜壓軸承動(dòng)態(tài)特性中的動(dòng)剛度和阻尼系數(shù)的變化規(guī)律進(jìn)行了理論分析、數(shù)值模擬,得到相應(yīng)的軸承設(shè)計(jì)參數(shù)規(guī)則;為進(jìn)一步彌補(bǔ)傳統(tǒng)線性定常軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)模型無法準(zhǔn)確反映軸承工作下動(dòng)態(tài)性能的問題,建立了非線性粘性軸承-轉(zhuǎn)子模型系統(tǒng),計(jì)算得到軸承工作條件下的振動(dòng)響應(yīng)和穩(wěn)定域,為實(shí)現(xiàn)超精密、高性能的多孔質(zhì)氣體靜壓軸承提供設(shè)計(jì)依據(jù)和技術(shù)支持。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)基于多孔質(zhì)氣體靜壓軸承氣膜的穩(wěn)態(tài)潤(rùn)滑計(jì)算方程,建立了軸承的動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬仿真模型。根據(jù)軸承多孔質(zhì)材料內(nèi)氣體流動(dòng)的三大守恒定律,結(jié)合氣膜間隙中的流體控制方程,計(jì)算得到氣膜在法向擾動(dòng)下氣膜的穩(wěn)態(tài)潤(rùn)滑方程。采用動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)解決了軸承運(yùn)動(dòng)發(fā)生網(wǎng)格畸變的問題,自定義軸承的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)和外界擾動(dòng)的UDF函數(shù),并用有限體積法(FVM方法)對(duì)多孔質(zhì)氣體靜壓軸承的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行仿真分析。(2)研究了氣體靜壓軸承在不同結(jié)構(gòu)參數(shù)和工況條件下氣膜動(dòng)剛度和阻尼的影響規(guī)律。建立多孔質(zhì)氣體靜壓軸承氣膜動(dòng)態(tài)擾動(dòng)模型,分析得到外界的擾動(dòng)幅值、多孔質(zhì)材料滲透率、氣膜間隙和供氣壓力對(duì)氣膜動(dòng)剛度及阻尼參數(shù)的影響規(guī)律;基于局部多孔質(zhì)氣體靜壓軸承具有較好的靜態(tài)性能,建立局部多孔質(zhì)氣體靜壓軸承動(dòng)態(tài)仿真模型,與整體多孔質(zhì)氣體靜壓軸承對(duì)比分析氣膜的動(dòng)剛度和阻尼變化,得出局部多孔質(zhì)氣體靜壓軸承具有更好的動(dòng)態(tài)特性。(3)開展了氣體靜壓軸承的振動(dòng)響應(yīng)特性和穩(wěn)定域分析。建立粘彈性Maxwell氣膜等效振動(dòng)模型,探究了供氣壓力、軸承負(fù)載和氣膜間隙對(duì)軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)幅頻特性的影響規(guī)律;建立工作條件下的多孔質(zhì)氣體靜壓軸承軸承的動(dòng)力學(xué)模型,得到軸承失穩(wěn)時(shí)的臨界轉(zhuǎn)速,與局部多孔質(zhì)氣體靜壓軸承穩(wěn)定域進(jìn)行對(duì)比分析;最后搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行了振動(dòng)響應(yīng)的測(cè)試實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了本文建立的氣膜等效振動(dòng)模型的合理性和準(zhǔn)確性。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TH133.36
【部分圖文】：

軸承內(nèi)氣膜潤(rùn)滑的微元控制體在x方向力平衡可以得到：

動(dòng)網(wǎng)格彈簧光順過程示意圖

動(dòng)網(wǎng)格動(dòng)態(tài)鋪層過程示意圖

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 田富竟;尹自強(qiáng);王建敏;彭永華;;多孔質(zhì)節(jié)流空氣靜壓軸承靜態(tài)性能實(shí)驗(yàn)研究[J];航空精密制造技術(shù);2011年05期

2 吳定柱;陶繼忠;;多孔質(zhì)石墨氣體靜壓止推軸承靜態(tài)性能分析[J];中國(guó)機(jī)械工程;2010年19期

3 張曉峰;林彬;王太勇;;基于Hypermesh的矩形多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承性能有限元分析[J];潤(rùn)滑與密封;2010年09期

4 簡(jiǎn)金輝;焦鋒;;超精密加工技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J];機(jī)械研究與應(yīng)用;2009年01期

5 李旗;呂延軍;戴融;劉恒;虞烈;黑棣;;軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡周期響應(yīng)的穩(wěn)定性和分岔[J];振動(dòng)、測(cè)試與診斷;2008年03期

6 王建敏;戴一帆;李圣怡;;局部多孔質(zhì)氣浮止推軸承的設(shè)計(jì)研究[J];中國(guó)機(jī)械工程;2008年01期

7 陳策;楊金福;聶超群;;動(dòng)靜壓混合氣體潤(rùn)滑軸承動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)研究[J];潤(rùn)滑與密封;2007年12期

8 康偉;張家忠;劉雁;任晟;;氣體動(dòng)壓軸承-轉(zhuǎn)子動(dòng)力系統(tǒng)穩(wěn)定性及分岔[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2007年09期

9 阮宏慧;張大衛(wèi);景秀并;;多孔質(zhì)徑向氣體靜壓軸承運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性分析[J];軸承;2006年09期

10 王建敏;戴一帆;李圣怡;;局部多孔質(zhì)氣浮軸承的有限元方程收斂算法研究[J];中國(guó)機(jī)械工程;2006年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 高思煜;超高轉(zhuǎn)速空氣靜壓電主軸特性分析與實(shí)驗(yàn)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

2 馬武學(xué);并行多微通道氣體靜壓止推軸承承載特性研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2013年

3 于雪梅;局部多孔質(zhì)氣體靜壓軸承關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

4 楊金福;流體動(dòng)力潤(rùn)滑及軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前8條

1 占國(guó)清;多孔質(zhì)氣體靜壓軸承高置信度數(shù)值模擬方法研究[D];電子科技大學(xué);2018年

2 陳小剛;高性能氣體靜壓軸承設(shè)計(jì)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

3 李歡歡;高精度氣體靜壓電主軸關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中原工學(xué)院;2015年

4 吳利杰;超高速空氣靜壓電主軸動(dòng)態(tài)性能流固耦合分析[D];廣東工業(yè)大學(xué);2014年

5 張孝元;局部多孔質(zhì)靜壓氣體止推軸承的靜態(tài)特性分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];燕山大學(xué);2012年

6 周超;基于高速精密電主軸的氣體靜壓軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的研究[D];大連海事大學(xué);2011年

7 吳定柱;多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國(guó)工程物理研究院;2010年

8 黃灝;靜壓止推氣體軸承性能分析[D];上海交通大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2813194