本文關(guān)鍵詞：基于通用型線方程的徑向滑動軸承動態(tài)特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：旋轉(zhuǎn)機械是國民經(jīng)濟中的重要機械裝備。隨著國家電力、航空、機械、石化等工業(yè)的迅猛發(fā)展，旋轉(zhuǎn)機械發(fā)揮著重大的作用。動壓徑向滑動軸承是旋轉(zhuǎn)機械十分重要的支撐部件，在實際工程中，其靜態(tài)特性、動態(tài)特性對設(shè)備的工作有重大影響。動壓徑向軸承被廣泛應(yīng)用于各種旋轉(zhuǎn)機械中，隨著現(xiàn)代機械向大型化、高速化、高性能方向發(fā)展，動壓徑向軸承形狀設(shè)計方法研究成為改善或提高機組性能非常重要的發(fā)展方向。 本課題是國家自然科學(xué)基金項目《三維可變孔軸形狀耦合徑向軸承動力潤滑特性及設(shè)計理論》（編號：51005257）中的部分研究內(nèi)容。本文在基于通用型線方程軸承理論的基礎(chǔ)上，對軸承的靜態(tài)、動態(tài)性能進行研究，以便能進一步優(yōu)化出性能更優(yōu)良的動壓徑向滑動軸承的輪廓形狀。運用數(shù)值分析自編程序，軟件模擬仿真對前人優(yōu)化得到的軸承形狀進行動態(tài)研究分析。比對兩者的性能結(jié)果，進一步優(yōu)化得到滿足一定承載力要求，，同時穩(wěn)定性更優(yōu)的軸承形狀。本文主要研究工作和主要內(nèi)容如下： ①使用CFD有限元軟件，選用FLUENT和COMSOL Multiphysics兩款商用軟件，對已經(jīng)通過優(yōu)化型線得到的n=1和n=3的兩種型線方程的軸承形狀，建立實體模型，生成有限元模型，數(shù)值仿真模擬，求解得到靜態(tài)壓力分布云圖。通過導(dǎo)出壓力分布的數(shù)據(jù)，編制MATLAB程序，積分求解得到承載力，CFD分析結(jié)果與數(shù)值分析方法進行對比基本吻合，驗證了自編程序數(shù)值方法的正確性，為動態(tài)分析、穩(wěn)定性分析的研究奠定了基礎(chǔ)。 ②從雷諾方程出發(fā)，結(jié)合軸承型線理論，推導(dǎo)擾動壓力雷諾方程和剛度系數(shù)、阻尼系數(shù)的計算方法。利用matlab編寫程序分別計算并分析圓軸承和非圓軸承在各種工況下的八個動力系數(shù)。分析油膜失穩(wěn)的穩(wěn)定性指標(biāo)，以剛性轉(zhuǎn)子為例，其穩(wěn)定性指標(biāo)則為無量綱轉(zhuǎn)子質(zhì)量Mst，進而數(shù)值計算。研究結(jié)果表明：n=1圓軸承的穩(wěn)定性比n=3非圓軸承的穩(wěn)定性更優(yōu)。 ③應(yīng)用模態(tài)分析的原理和一般步驟，建立實體模型，網(wǎng)格化，生成有限元模型。運用ANSYS有限元軟件對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進行動力學(xué)模態(tài)分析，計算出兩種模型的一階固有頻率和臨界轉(zhuǎn)速。用軟件分析穩(wěn)定性的結(jié)果與數(shù)值分析研究的結(jié)果是一致的。 ④通過對動態(tài)特性的分析，發(fā)現(xiàn)僅以承載力為目標(biāo)優(yōu)化得到的軸承形狀的穩(wěn)定性欠佳，因此，提出穩(wěn)定性為目標(biāo)函數(shù)，以最小油膜厚度和軸承承載力為限制條件，采用遺傳算法進行優(yōu)化。優(yōu)化結(jié)果顯示，可以得到不但滿足一定的承載力，而且穩(wěn)定性更佳的軸承。
【關(guān)鍵詞】：動壓徑向軸承 動態(tài)特性 轉(zhuǎn)子系統(tǒng) 形狀優(yōu)化 通用型線
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH133.31
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 引言10-11
• 1.2 國內(nèi)外動壓軸承研究概況11-13
• 1.3 課題研究的背景及意義13-14
• 1.4 課題來源14
• 1.5 本文工作內(nèi)容及技術(shù)路線14-18
• 2 理論基礎(chǔ)18-36
• 2.1 滑動軸承流體潤滑理論的形成18-20
• 2.2 研究的假設(shè)20
• 2.3 雷諾方程20-25
• 2.4 有限差分法求解雷諾方程25-28
• 2.5 軸承的特性28-31
• 2.5.1 潤滑膜承載力的計算方法28-29
• 2.5.2 偏位角的計算29
• 2.5.3 滑動軸承動力特性的計算29-31
• 2.6 基于傅里葉級數(shù)的通用型線方程理論31-33
• 2.7 本章小結(jié)33-36
• 3 基于 CFD 有限元軟件的模擬仿真36-48
• 3.1 引言36
• 3.2 數(shù)學(xué)建模的建立36-37
• 3.3 FLUENT 仿真模擬動壓滑動軸承37-43
• 3.3.1 FLUENT 的求解流程38-39
• 3.3.2 GAMBIT 網(wǎng)格劃分39-41
• 3.3.3 求解過程與結(jié)果分析41-43
• 3.4 COMSOL MULTIPHYSICS 仿真模擬動壓滑動軸承43-46
• 3.4.1 COMSOL Multiphysics 軟件簡介43-44
• 3.4.2 有限元模型的建立44
• 3.4.3 求解結(jié)果與分析44-46
• 3.5 本章小結(jié)46-48
• 4 軸承動態(tài)特性研究48-66
• 4.1 引言48
• 4.2 滑動軸承動力特性計算理論48-53
• 4.2.1 剛度系數(shù)和阻尼系數(shù)的推導(dǎo)48-51
• 4.2.2 坐標(biāo)系的變換51-52
• 4.2.3 公式無量綱化52-53
• 4.3 動力系數(shù)的計算與分析53-58
• 4.3.1 動力系數(shù)算例53-54
• 4.3.2 圓軸承和非圓軸承動力系數(shù)54-58
• 4.4 軸承穩(wěn)定性研究58-61
• 4.4.1 油膜失穩(wěn)58-59
• 4.4.2 穩(wěn)定性數(shù)值分析59-60
• 4.4.3 數(shù)值方法算例60-61
• 4.5 利用 ANSYS 對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進行動力學(xué)分析61-65
• 4.5.1 ANSYS 有限元簡介61
• 4.5.2 動力學(xué)模態(tài)分析原理61-62
• 4.5.3 模態(tài)分析的一般步驟62-63
• 4.5.4 有限元模型的建立63-64
• 4.5.5 模態(tài)分析的結(jié)果64-65
• 4.6 本章小結(jié)65-66
• 5 以穩(wěn)定性為目標(biāo)的軸承形狀優(yōu)化66-72
• 5.1 引言66
• 5.2 優(yōu)化算法66-68
• 5.2.1 遺傳算法的優(yōu)點66
• 5.2.2 遺傳算法的基本原理與步驟66-68
• 5.3 優(yōu)化實例及結(jié)果68-70
• 5.3.1 數(shù)值方法比較69
• 5.3.2 ANSYS 有限元比較69-70
• 5.4 本章小結(jié)70-72
• 6 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 全文總結(jié)72-73
• 6.2 研究展望73-74
• 致謝74-76
• 參考文獻76-80
• 附錄80

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 騰曉雷;滕弘飛;胡西樵;;偏置圓瓦徑向滑動軸承的有限元優(yōu)化[J];機械設(shè)計;1987年02期

2 黃經(jīng)國;鍋爐給水泵徑向滑動軸承的探討[J];潤滑與密封;1984年03期

3 金健,張國賢,王小靜;求解徑向滑動軸承雷諾方程的塊不完全分解快速迭代算法研究[J];上海大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2002年01期

4 徐鋼峰;謝明春;顧越;王小靜;張直明;;汽輪發(fā)電機徑向滑動軸承性能研究[J];潤滑與密封;2007年06期

5 段芳莉,韋云隆;彈性變形對徑向軸承彈流潤滑性能的影響[J];潤滑與密封;2000年06期

6 孫軍,桂長林,李震,李志遠(yuǎn);計入軸變形導(dǎo)致軸頸傾斜的徑向滑動軸承流體動力潤滑分析[J];機械科學(xué)與技術(shù);2005年02期

7 朱曉光;;雙油楔徑向滑動軸承的結(jié)構(gòu)及試車運行[J];機械制造;1988年02期

8 鄭勁,丁雪興,史可忠;單油楔液體動壓潤滑徑向滑動軸承設(shè)計計算方法的探討[J];蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報;1995年01期

9 張勇;莫森泉;王佳;;徑向滑動軸承彈流潤滑耦合求解[J];軸承;2010年04期

10 陳存祖;關(guān)于油浸徑向滑動軸承摩擦功率計算問題的探討[J];南昌水專學(xué)報;1988年00期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 鐘海權(quán);;250噸級低速重載徑向滑動軸承研究[A];加入WTO和中國科技與可持續(xù)發(fā)展——挑戰(zhàn)與機遇、責(zé)任和對策（上冊）[C];2002年

2 唐群國;劉麗萍;金文浩;;新型水潤滑動靜壓徑向滑動軸承綜合性能試驗臺的研制[A];中國機械工程學(xué)會流體傳動與控制分會第六屆全國流體傳動與控制學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

3 朱勤;王世虎;謝友柏;虞烈;;MW301渦輪膨脹機橢圓軸承的試驗研究[A];第二屆全國青年摩擦學(xué)學(xué)術(shù)會議論文專輯[C];1993年

4 徐海波;朱均;;徑向滑動軸承中流體從層流到紊流的流動分析和轉(zhuǎn)變判據(jù)研究[A];第五屆全國摩擦學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集（下冊）[C];1992年

5 王小靜;張直明;;徑向滑動軸承的紊流性能研究[A];第四屆中國軋機油膜軸承技術(shù)研討會論文集[C];1998年

6 胡元中;黃亭亭;;各種工作因素影響下,可傾瓦塊徑向滑動軸承動力特性系數(shù)的分析及計算[A];摩擦學(xué)第三屆全國學(xué)術(shù)交流會論文集流體潤滑部分（Ⅰ）[C];1982年

7 朱均;周進良;周長新;;可傾瓦徑向滑動軸承性能分析[A];第二次全國摩擦磨損潤滑學(xué)術(shù)會議論文集[C];1979年

8 王小靜;陳曉陽;張直明;;徑向軸承的紊流熱流體研究[A];第五屆中國軋機油膜軸承技術(shù)研討會論文集[C];2000年

9 丘大謀;羋振南;林鈞;;關(guān)于可傾瓦徑向滑動軸承油膜動力特性的討論[A];第二次全國摩擦磨損潤滑學(xué)術(shù)會議論文集[C];1979年

10 朱漢華;劉正林;溫詩鑄;嚴(yán)新平;;船舶螺旋槳軸變形對軸承油膜剛度的影響研究[A];可持續(xù)發(fā)展的中國交通——2005全國博士生學(xué)術(shù)論壇（交通運輸工程學(xué)科）論文集（下冊）[C];2005年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 龐曉平;動壓徑向軸承形狀泛函與優(yōu)化設(shè)計理論研究[D];重慶大學(xué);2009年

2 陳淑江;螺旋油楔滑動軸承潤滑機理的理論與實驗研究[D];山東大學(xué);2007年

3 李洪來;高速硬盤微小型滑動軸承—主軸系統(tǒng)變溫條件下的穩(wěn)定性研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2009年

4 龔中良;微型植入式血泵血液自潤滑機理研究[D];中南大學(xué);2006年

5 童寶宏;關(guān)于內(nèi)燃機潤滑系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)法設(shè)計理論和方法的研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2007年

6 孫軍;曲軸—軸承系統(tǒng)摩擦學(xué)、剛度和強度的耦合研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2005年

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

8 劉春姐;螺桿型干式真空泵轉(zhuǎn)子特性的研究[D];東北大學(xué);2006年

9 唐斌;基于精確動態(tài)剛度矩陣法的內(nèi)燃機軸系扭轉(zhuǎn)、縱向及彎曲三維耦合振動研究[D];大連理工大學(xué);2006年

10 王君;多渦旋齒渦旋壓縮機嚙合型線理論研究[D];蘭州理工大學(xué);2006年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 魏思遠(yuǎn);基于通用型線方程的徑向滑動軸承動態(tài)特性研究[D];重慶大學(xué);2013年

2 余四平;高速離心泵徑向滑動軸承承載能力分析[D];南京林業(yè)大學(xué);2012年

3 于楊冰;基于數(shù)據(jù)庫的徑向滑動軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動力學(xué)行為研究[D];西安理工大學(xué);2010年

4 張琨;滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機徑向滑動軸承三維潤滑數(shù)值模擬及應(yīng)用研究[D];華中科技大學(xué);2012年

5 劉麗萍;水潤滑徑向滑動軸承試驗臺的研制[D];華中科技大學(xué);2011年

6 黎偉;多瓦可傾瓦徑向滑動軸承熱潤滑性能的研究[D];浙江大學(xué);2012年

7 帥旗;動靜載徑向滑動軸承特性參數(shù)計算及仿真[D];西南交通大學(xué);2002年

8 李振宇;水潤滑徑向滑動軸承水膜承載特性分析[D];上海交通大學(xué);2013年

9 熊永強;計入空化效應(yīng)的水潤滑徑向滑動軸承數(shù)值模擬研究[D];上海交通大學(xué);2011年

10 羅輝;渦旋壓縮機壓縮腔內(nèi)部流場的模擬分析[D];蘭州理工大學(xué);2009年

  本文關(guān)鍵詞：基于通用型線方程的徑向滑動軸承動態(tài)特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：423393