本文關鍵詞：三箔片動壓氣體軸頸軸承的動靜特性研究

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【摘要】：波箔型動壓氣體軸頸軸承在國外已經被廣泛的應用于各種高速透平機械中。與傳統(tǒng)的氣體軸承相比，波箔型動壓氣體軸頸軸承的結構較為復雜，但由于箔片的彈性變形特點使其具有許多突出的優(yōu)點，包括：較好的運轉穩(wěn)定性、更低的能量損失、較高的轉速、耐高溫、以及較強的自適能力等，這些優(yōu)點己經在實際應用中得到了證實。 本文所研究的三箔片動壓氣體軸頸軸承是波箔型動壓氣體軸頸軸承一種，三個箔片在軸承的圓周方向上依次安裝，每個箔片結構均有平箔片和波箔片組成。本文主要進行了三箔片動壓氣體軸頸軸承的動靜特性研究，為三箔片動壓氣體軸頸軸承的設計與應用提供一定的理論依據。 運用有限單元法，建立了箔片結構的梁單元模型，得到了耦合箔片變形的三箔片動壓氣體軸頸軸承的氣膜厚度方程式。通過Matlab編程求得了氣膜厚度方程與有限元法離散形式的雷諾方程的耦合解，，得到了三箔片動壓氣體軸頸軸承的氣膜壓力分布、氣膜厚度分布、承載力、姿態(tài)角以及箔片變形量分布等仿真結果。根據仿真結果，本文分析了偏心率、轉子轉速、平箔厚度、波箔厚度、波箔節(jié)距等參數對三箔片動壓氣體軸頸軸承靜態(tài)特性的影響。 采用小擾動法分析了三箔片動壓氣體軸頸軸承的動態(tài)特性。首先，采用線性攝動法，在雷諾方程的基礎上，對相關變量作一階泰勒展開，推導出了三箔片動壓氣體軸頸軸承的動態(tài)剛度與動態(tài)阻尼系數計算公式，然后通過Matlab編程求解了三箔片動壓氣體軸頸軸承的動態(tài)特性并對計算結果的進行分析與研究。其中，采用中心差分法與松弛迭代法對線性偏微分方程組進行求解，采用Simpson復化積分法數值積分求解動態(tài)特性系數。最后，根據仿真結果，本文分析了偏心率、轉子轉速、渦動比、平箔厚度、波箔厚度等參數對三箔片動壓氣體軸頸軸承動態(tài)特性系數的影響。
【關鍵詞】：動壓氣體軸承 Reynolds方程 箔片變形 動靜態(tài)特性
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH133.37
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 課題研究的目的及意義8-9
• 1.2 波箔型動壓氣體軸頸軸承發(fā)展趨勢9-11
• 1.2.1 第一代波箔型動壓氣體軸頸軸承9
• 1.2.2 第二代波箔型動壓氣體軸頸軸承9-10
• 1.2.3 第三代波箔型動壓氣體軸頸軸承10
• 1.2.4 第四代波箔型動壓氣體軸頸軸承10-11
• 1.3 波箔型動壓氣體軸頸軸承的國內外研究現狀11-13
• 1.3.1 國外理論研究現狀11
• 1.3.2 國外實驗研究現狀11-12
• 1.3.3 國內理論研究現狀12-13
• 1.3.4 國內實驗研究現狀13
• 1.4 本文的主要研究內容13-15
• 第2章 三箔片動壓氣體軸頸軸承靜態(tài)特性理論15-24
• 2.1 波箔型動壓氣體軸頸軸承的工作原理15-16
• 2.1.1 楔形效應15
• 2.1.2 波箔型動壓氣體軸頸軸承結構15-16
• 2.1.3 波箔型動壓氣體軸頸軸承內的楔形氣膜16
• 2.2 波箔型動壓氣體潤滑理論及數學模型16-20
• 2.2.1 波箔型動壓氣體軸頸軸承雷諾方程16-18
• 2.2.2 網格劃分18
• 2.2.3 邊界條件18
• 2.2.4 雷諾方程的離散求解18-20
• 2.3 箔片變形下的氣膜厚度方程20-22
• 2.3.1 變形系數法求解箔片變形21
• 2.3.2 梁單元法求解箔片變形21-22
• 2.4 本章小結22-24
• 第3章 靜態(tài)特性數值模擬及結果分析24-34
• 3.1 軸承靜態(tài)性能計算24-25
• 3.2 耦合求解方法25-26
• 3.3 計算結果與分析26-33
• 3.3.1 轉子轉速對靜態(tài)特性的影響27-29
• 3.3.2 偏心率對靜態(tài)特性的影響29-30
• 3.3.3 平箔厚度對靜態(tài)特性的影響30-31
• 3.3.4 波箔厚度對靜態(tài)特性的影響31-33
• 3.3.5 波箔節(jié)距對靜態(tài)特性的影響33
• 3.4 本章小結33-34
• 第4章 三箔片動壓氣體軸頸軸承動態(tài)特性分析34-51
• 4.1 擾動方程式34-35
• 4.1.1 三箔片動壓氣體軸頸軸承雷諾方程式34
• 4.1.2 擾動下的氣膜厚度與氣膜力34-35
• 4.1.3 擾動方程35
• 4.2 網格劃分與邊界條件35-36
• 4.3 線性方程組的求解36-38
• 4.4 動特性系數的求解公式38-40
• 4.4.1 軸頸坐標下的動特性系數38-39
• 4.4.2 坐標轉換與有量綱化39-40
• 4.5 動態(tài)特性系數的求解40-41
• 4.6 計算結果與分析41-49
• 4.6.1 渦動頻率對動態(tài)特性的影響41-42
• 4.6.2 轉子轉速對動態(tài)特性的影響42-44
• 4.6.3 偏心率對動態(tài)特性的影響44-46
• 4.6.4 平箔片厚度對動態(tài)特性的影響46-48
• 4.6.5 波箔片厚度對動態(tài)特性的影響48-49
• 4.7 本章小結49-51
• 結論51-52
• 參考文獻52-56
• 致謝56

【參考文獻】

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本文編號：877468