基于CFD的滑動(dòng)軸承動(dòng)力特性系數(shù)識(shí)別方法研究
發(fā)布時(shí)間:2022-04-16 08:48
隨看旋轉(zhuǎn)機(jī)械的大型化、高速化和大容量化,轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)出現(xiàn)的振動(dòng)故障越來越多,越來越復(fù)雜,因此滑動(dòng)軸承是旋轉(zhuǎn)機(jī)械保持優(yōu)良動(dòng)力學(xué)品質(zhì)的焦點(diǎn)。在轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)研究中,對(duì)滑動(dòng)軸承油膜動(dòng)力特性系數(shù)的研究必不可少。本文研究了一種基于異頻渦動(dòng)的滑動(dòng)軸承動(dòng)力特性系數(shù)識(shí)別方法,建立了軸頸在靜平衡位置擾動(dòng)和油膜力之間的復(fù)變函數(shù)關(guān)系,基于x和y向等幅異頻擾動(dòng)法,利用FFT獲取油膜力頻譜特性,該方法只需通過一次擾動(dòng)計(jì)算即可識(shí)別出8個(gè)動(dòng)力特性系數(shù)。首先,通過短圓瓦實(shí)例對(duì)識(shí)別方法的適用性和準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證,確定了識(shí)別方法的準(zhǔn)確性。然后,基于兩相流模型,建立滑動(dòng)軸承三維計(jì)算模型。利用CFD技術(shù)計(jì)算軸承的靜特性,對(duì)該模型劃分四套不同的網(wǎng)格進(jìn)行網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證。同時(shí),使用有限差分法、Dyrobes和短軸承模型計(jì)算相同參數(shù)的滑動(dòng)軸承,與CFD計(jì)算結(jié)果對(duì)比,驗(yàn)證了 CFD計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確有效性。最后在考慮氣穴效應(yīng)和靜平衡位置的基礎(chǔ)上,利用簡(jiǎn)諧激勵(lì)原理和CFD動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)求解出x、y方向等幅不同頻微小擾動(dòng)下油膜力頻域變化,繼續(xù)用動(dòng)力特性系數(shù)識(shí)別方法一次性識(shí)別出8個(gè)動(dòng)力特性系數(shù)。然后,改變擾動(dòng)條件,分析擾動(dòng)頻率和擾動(dòng)幅值對(duì)動(dòng)...
【文章頁(yè)數(shù)】:87 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究的背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述
1.2.1 滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)分類
1.2.2 滑動(dòng)軸承的氣穴研究
1.2.3 滑動(dòng)軸承油膜力研究
1.2.4 滑動(dòng)軸承動(dòng)力特性研究
1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 基于異頻渦動(dòng)的滑動(dòng)軸承動(dòng)力特性系數(shù)識(shí)別方法
2.1 引言
2.2 滑動(dòng)軸承動(dòng)力特性系數(shù)識(shí)別方法
2.3 短圓瓦軸承實(shí)例驗(yàn)證
2.3.1 短圓瓦軸承非線性油膜力及動(dòng)力特性系數(shù)模型
2.3.2 短圓瓦軸承動(dòng)力特性系數(shù)識(shí)別算例
2.4 擾動(dòng)幅值和擾動(dòng)頻率對(duì)識(shí)別精度的影響
2.5 本章小結(jié)
第3章 滑動(dòng)軸承流場(chǎng)計(jì)算模型的建立
3.1 引言
3.2 控制方程
3.2.1 質(zhì)量守恒方程
3.2.2 動(dòng)量守恒方程
3.2.3 能量守恒方程
3.2.4 通用控制方程
3.2.5 其他控制方程
3.3 兩相流模型
3.3.1 滑動(dòng)軸承負(fù)壓區(qū)油膜分布特征
3.3.2 兩相流模型
3.3.3 空化模型
3.4 控制方程離散
3.5 流場(chǎng)計(jì)算模型的建立
3.5.1 構(gòu)造幾何模型
3.5.2 滑動(dòng)軸承模型的網(wǎng)格劃分
3.6 網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證和計(jì)算有效性驗(yàn)證
3.6.1 網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證
3.6.2 計(jì)算有效性驗(yàn)證
3.7 本章小結(jié)
第4章 滑動(dòng)軸承流場(chǎng)分析
4.1 滑動(dòng)軸承靜平衡位置的計(jì)算
4.1.1 理論模型靜平衡位置
4.1.2 CFD計(jì)算靜平衡位置
4.2 轉(zhuǎn)速對(duì)滑動(dòng)軸承流場(chǎng)的影響
4.3 進(jìn)油壓力對(duì)滑動(dòng)軸承流場(chǎng)的影響
4.3.1 流場(chǎng)分析
4.3.2 軸承流體回流的影響因素
4.4 本章小結(jié)
第5章 基于CFD技術(shù)的滑動(dòng)軸承動(dòng)力特性系數(shù)求解
5.1 軸承動(dòng)力特性系數(shù)計(jì)算原理
5.2 軸承動(dòng)力特性系數(shù)計(jì)算
5.3 擾動(dòng)頻率對(duì)動(dòng)力特性系數(shù)的影響
5.4 擾動(dòng)幅值對(duì)動(dòng)力特性系數(shù)的影響
5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 論文不足之處
6.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]考慮進(jìn)油孔有限長(zhǎng)滑動(dòng)軸承油膜力的近似解析解[J]. 黑棣,鄭美茹. 機(jī)電工程. 2016(11)
[2]有限長(zhǎng)滑動(dòng)軸承非線性油膜力的近似解法[J]. 張永芳,黑棣,何介夫,路遵友,呂延軍. 摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2016(04)
[3]滑動(dòng)軸承轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)油膜力的影響[J]. 楊成,徐武彬,李冰,袁雪鵬. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2015(09)
[4]橢圓軸承與圓軸承動(dòng)力特性CFD數(shù)值分析[J]. 孫丹,王雙,王克明,艾延廷,劉寧寧. 噪聲與振動(dòng)控制. 2015(04)
[5]滑動(dòng)軸承動(dòng)力特性的數(shù)值計(jì)算方法[J]. 李強(qiáng),許偉偉,王振波,金有海,鄭水英. 中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(05)
[6]氣穴對(duì)滑動(dòng)軸承摩擦學(xué)性能影響的CFD分析[J]. 孟凡明,隆濤,高貴響,陳志偉. 重慶大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(07)
[7]基于動(dòng)網(wǎng)格模型的液體動(dòng)靜壓軸承剛度阻尼計(jì)算方法[J]. 熊萬里,侯志泉,呂浪,陽(yáng)雪兵,袁巨龍. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2012(23)
[8]浮環(huán)軸承軸頸與浮環(huán)同步進(jìn)動(dòng)之油膜特性研究[J]. 王鷙,任興民,康召輝,鄧旺群. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2011(02)
[9]計(jì)入氣穴影響的徑推聯(lián)合動(dòng)靜壓浮環(huán)軸承穩(wěn)定性研究[J]. 郭紅,來新民,岑少起. 潤(rùn)滑與密封. 2009(09)
[10]氣穴現(xiàn)象對(duì)動(dòng)靜壓浮環(huán)徑向軸承壓力場(chǎng)的影響研究[J]. 熊濱生,郭紅,胡松峰. 潤(rùn)滑與密封. 2007(09)
本文編號(hào):3645963
【文章頁(yè)數(shù)】:87 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究的背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述
1.2.1 滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)分類
1.2.2 滑動(dòng)軸承的氣穴研究
1.2.3 滑動(dòng)軸承油膜力研究
1.2.4 滑動(dòng)軸承動(dòng)力特性研究
1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 基于異頻渦動(dòng)的滑動(dòng)軸承動(dòng)力特性系數(shù)識(shí)別方法
2.1 引言
2.2 滑動(dòng)軸承動(dòng)力特性系數(shù)識(shí)別方法
2.3 短圓瓦軸承實(shí)例驗(yàn)證
2.3.1 短圓瓦軸承非線性油膜力及動(dòng)力特性系數(shù)模型
2.3.2 短圓瓦軸承動(dòng)力特性系數(shù)識(shí)別算例
2.4 擾動(dòng)幅值和擾動(dòng)頻率對(duì)識(shí)別精度的影響
2.5 本章小結(jié)
第3章 滑動(dòng)軸承流場(chǎng)計(jì)算模型的建立
3.1 引言
3.2 控制方程
3.2.1 質(zhì)量守恒方程
3.2.2 動(dòng)量守恒方程
3.2.3 能量守恒方程
3.2.4 通用控制方程
3.2.5 其他控制方程
3.3 兩相流模型
3.3.1 滑動(dòng)軸承負(fù)壓區(qū)油膜分布特征
3.3.2 兩相流模型
3.3.3 空化模型
3.4 控制方程離散
3.5 流場(chǎng)計(jì)算模型的建立
3.5.1 構(gòu)造幾何模型
3.5.2 滑動(dòng)軸承模型的網(wǎng)格劃分
3.6 網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證和計(jì)算有效性驗(yàn)證
3.6.1 網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證
3.6.2 計(jì)算有效性驗(yàn)證
3.7 本章小結(jié)
第4章 滑動(dòng)軸承流場(chǎng)分析
4.1 滑動(dòng)軸承靜平衡位置的計(jì)算
4.1.1 理論模型靜平衡位置
4.1.2 CFD計(jì)算靜平衡位置
4.2 轉(zhuǎn)速對(duì)滑動(dòng)軸承流場(chǎng)的影響
4.3 進(jìn)油壓力對(duì)滑動(dòng)軸承流場(chǎng)的影響
4.3.1 流場(chǎng)分析
4.3.2 軸承流體回流的影響因素
4.4 本章小結(jié)
第5章 基于CFD技術(shù)的滑動(dòng)軸承動(dòng)力特性系數(shù)求解
5.1 軸承動(dòng)力特性系數(shù)計(jì)算原理
5.2 軸承動(dòng)力特性系數(shù)計(jì)算
5.3 擾動(dòng)頻率對(duì)動(dòng)力特性系數(shù)的影響
5.4 擾動(dòng)幅值對(duì)動(dòng)力特性系數(shù)的影響
5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 論文不足之處
6.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]考慮進(jìn)油孔有限長(zhǎng)滑動(dòng)軸承油膜力的近似解析解[J]. 黑棣,鄭美茹. 機(jī)電工程. 2016(11)
[2]有限長(zhǎng)滑動(dòng)軸承非線性油膜力的近似解法[J]. 張永芳,黑棣,何介夫,路遵友,呂延軍. 摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2016(04)
[3]滑動(dòng)軸承轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)油膜力的影響[J]. 楊成,徐武彬,李冰,袁雪鵬. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2015(09)
[4]橢圓軸承與圓軸承動(dòng)力特性CFD數(shù)值分析[J]. 孫丹,王雙,王克明,艾延廷,劉寧寧. 噪聲與振動(dòng)控制. 2015(04)
[5]滑動(dòng)軸承動(dòng)力特性的數(shù)值計(jì)算方法[J]. 李強(qiáng),許偉偉,王振波,金有海,鄭水英. 中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(05)
[6]氣穴對(duì)滑動(dòng)軸承摩擦學(xué)性能影響的CFD分析[J]. 孟凡明,隆濤,高貴響,陳志偉. 重慶大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(07)
[7]基于動(dòng)網(wǎng)格模型的液體動(dòng)靜壓軸承剛度阻尼計(jì)算方法[J]. 熊萬里,侯志泉,呂浪,陽(yáng)雪兵,袁巨龍. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2012(23)
[8]浮環(huán)軸承軸頸與浮環(huán)同步進(jìn)動(dòng)之油膜特性研究[J]. 王鷙,任興民,康召輝,鄧旺群. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2011(02)
[9]計(jì)入氣穴影響的徑推聯(lián)合動(dòng)靜壓浮環(huán)軸承穩(wěn)定性研究[J]. 郭紅,來新民,岑少起. 潤(rùn)滑與密封. 2009(09)
[10]氣穴現(xiàn)象對(duì)動(dòng)靜壓浮環(huán)徑向軸承壓力場(chǎng)的影響研究[J]. 熊濱生,郭紅,胡松峰. 潤(rùn)滑與密封. 2007(09)
本文編號(hào):3645963
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