氣體軸承是一種以粘性氣體為主要潤滑介質的滑動軸承,在高轉速、高精度、低摩擦、極端的工作條件等應用領域中具有明顯優(yōu)勢。軸承在高速旋轉時,氣體瞬態(tài)流場非常復雜,氣體軸承運轉時會出現(xiàn)渦動失穩(wěn)和氣膜振蕩現(xiàn)象,導致軸承失效,限制氣體軸承的廣泛應用。氣體軸承軸心軌跡反映了軸承的工作狀態(tài),可以反映軸承轉子系統(tǒng)的穩(wěn)定性和軸承設計參數(shù)的合理性;氣體軸承氣膜的動態(tài)特性的復雜變化直接影響軸承轉子的運動狀態(tài)。因此,對氣體軸承軸心軌跡和剛度阻尼系數(shù)的計算與分析對研究氣體軸承穩(wěn)定性有重要的工程意義。本文以球面動靜壓氣體軸承為對象,根據(jù)動靜壓氣體軸承的結構參數(shù)建立了氣膜的三維有限元模型,基于FLUENT采用6DOF動網格技術數(shù)值計算了軸承氣膜網格點上的壓力分布,能夠較為精確的分析氣膜瞬態(tài)流場的潤滑特性,數(shù)值計算了氣膜瞬態(tài)流場壓力分布,模擬了氣體軸承軸心運動軌跡。使用6DOF動網格計算方法模擬分析了軸承軸心軌跡,同時使用動態(tài)特性系數(shù)計算方法得到軸承剛度阻尼系數(shù)。將軸心軌跡及動態(tài)特性系數(shù)結合在一起共同分析轉速和供氣壓力對氣體軸承穩(wěn)定性的影響。從軸心軌跡、軸承氣膜力、剛度阻尼系數(shù)變化規(guī)律研究了階躍載荷、矩形載荷、正弦載荷... 

【文章來源】：河南科技大學河南省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的意義
    1.2 氣體軸承動態(tài)穩(wěn)定性國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究的主要內容
第2章 動靜壓氣體軸承有限元模型
    2.1 動靜壓氣體軸承的工作機理
    2.2 動靜壓氣體軸承的結構
    2.3 軸承氣膜模型的建立
    2.4 軸承氣膜有限元模型的建立
        2.4.1 網格類型及選擇
        2.4.2 有限元模型的建立
        2.4.3 邊界條件
    2.5 FLUENT計算參數(shù)的選擇
        2.5.1 流場控制方程
        2.5.2 流場基本物理模型與假設
        2.5.3 計算方法的選擇
    2.6 本章小結
第3章 軸承軸心軌跡及動態(tài)特性分析
    3.1 動網格計算方法
        3.1.1 網格更新方法
        3.1.2 6DOF動網格計算方法
    3.2 動態(tài)特性系數(shù)計算方法
    3.3 軸承氣膜壓力分布分析
    3.4 轉子轉速對軸承軸心軌跡及動態(tài)特性系數(shù)的影響
    3.5 供氣壓力對軸承軸心軌跡及動態(tài)特性系數(shù)的影響
    3.6 本章小結
第4章 動載荷作用下氣體軸承穩(wěn)定性分析
    4.1 單向階躍載荷作用下氣體軸承的穩(wěn)定特性
    4.2 單向矩形載荷作用下氣體軸承的穩(wěn)定特性
    4.3 單向正弦載荷作用下氣體軸承的穩(wěn)定特性
    4.4 雙向階躍載荷作用下氣體軸承的穩(wěn)定特性
    4.5 雙向矩形載荷作用下氣體軸承的穩(wěn)定特性
    4.6 雙向正弦載荷作用下氣體軸承的穩(wěn)定特性
    4.7 氣體軸承隨載荷幅值變化的失穩(wěn)分析
    4.8 本章小結
第5章 氣體動靜壓軸承試驗驗證
    5.1 試驗原理
    5.2 試驗機主體結構
    5.3 信號檢測系統(tǒng)
    5.4 試驗步驟
    5.5 軸承轉子臨界轉速試驗測試
    5.6 本章小結
第6章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間的研究成果



本文編號：3072678