磁流體軸承是一種以磁流體作為潤(rùn)滑介質(zhì)的新型軸承技術(shù),由于其具有良好的自密封性、可控性及回轉(zhuǎn)精度高、振動(dòng)噪聲小等優(yōu)異性能,被廣泛應(yīng)用于高速列車曳引電機(jī)等領(lǐng)域。磁流體軸承潤(rùn)滑特性規(guī)律是其設(shè)計(jì)研發(fā)的重要理論依據(jù),然而國(guó)內(nèi)外大量研究工作主要集中于單一效應(yīng)的影響。為了更加準(zhǔn)確預(yù)測(cè)多重影響效應(yīng)下磁流體軸承的潤(rùn)滑性能,本文綜合考慮潤(rùn)滑介質(zhì)自身流變特性及磁流體軸承摩擦界面的微觀形貌,對(duì)其潤(rùn)滑性能展開深入研究,為磁流體軸承的設(shè)計(jì)研發(fā)及工程應(yīng)用提供了重要的指導(dǎo)和參考。首先,以水基A01磁流體作為潤(rùn)滑劑,結(jié)合流體動(dòng)壓潤(rùn)滑理論及磁流體動(dòng)力學(xué)方程,推導(dǎo)出廣義磁流體潤(rùn)滑Reynolds方程,基于有限差分法對(duì)雷諾方程和膜厚方程耦合求解,為驗(yàn)證數(shù)值結(jié)果的準(zhǔn)確性,通過(guò)CFD方法對(duì)其磁流體域仿真模擬。通過(guò)兩種方法的數(shù)值對(duì)比,結(jié)果表明:正壓區(qū)及空化區(qū)邊界分布形態(tài)較明顯,沿中截面λ=0具有對(duì)稱性;磁力系數(shù)增大使各點(diǎn)壓力水平增強(qiáng),并且空化破裂初始點(diǎn)右移,空穴邊界輪廓逐漸縮小;兩種結(jié)果具有較好的一致性,表明數(shù)值方法的可行性及理論模型的正確性。其次,以牛頓磁流體潤(rùn)滑理論為基礎(chǔ),基于Stokes微連續(xù)理論推導(dǎo)出引入應(yīng)力偶效應(yīng)的非牛頓... 

【文章頁(yè)數(shù)】：100 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
本論文所用主要符號(hào)說(shuō)明
第一章 緒論
    1.1 磁流體及磁流體軸承概述
        1.1.1 磁流體概論
        1.1.2 磁流體軸承原理及特性
    1.2 課題的研究背景與意義
    1.3 磁流體軸承的研究進(jìn)展
        1.3.1 國(guó)外研究動(dòng)態(tài)
        1.3.2 國(guó)內(nèi)研究動(dòng)態(tài)
    1.4 本文研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線
第二章 磁流體軸承潤(rùn)滑理論基礎(chǔ)
    2.1 流體潤(rùn)滑油膜形成原理
        2.1.1 滑動(dòng)軸承流體潤(rùn)滑理論的形成
        2.1.2 潤(rùn)滑油膜形成機(jī)理
    2.2 磁流體潤(rùn)滑軸承的數(shù)學(xué)模型
        2.2.1 磁流體動(dòng)力學(xué)方程
        2.2.2 磁流體潤(rùn)滑Reynolds方程基本假設(shè)
        2.2.3 磁流體潤(rùn)滑Reynolds方程推導(dǎo)
        2.2.4 磁流體膜厚方程
        2.2.5 磁流體黏度方程
        2.2.6 壓力邊界條件
        2.2.7 潤(rùn)滑膜性能參數(shù)的計(jì)算
    2.3 本章小結(jié)
第三章 水基磁流體軸承數(shù)值分析
    3.1 基于有限差分法求解Reynolds方程
        3.1.1 雷諾方程的無(wú)量綱化
        3.1.2 邊界條件的引入
        3.1.3 控制方程的離散化
        3.1.4 超松弛迭代法及收斂準(zhǔn)則
        3.1.5 載荷及偏位角的求解
        3.1.6 計(jì)算程序流程圖
        3.1.7 算例及結(jié)果分析
    3.2 基于CFD方法的磁流體軸承數(shù)值模擬
        3.2.1 模型建立和網(wǎng)格劃分
        3.2.2 求解設(shè)置及邊界設(shè)定
        3.2.3 仿真結(jié)果分析
    3.3 計(jì)算結(jié)果對(duì)比及程序驗(yàn)證
    3.4 本章小結(jié)
第四章 計(jì)入應(yīng)力偶效應(yīng)的磁流體軸承潤(rùn)滑性能分析
    4.1 數(shù)學(xué)模型
        4.1.1 計(jì)及應(yīng)力偶的磁流體潤(rùn)滑雷諾方程
        4.1.2 壓力邊界條件的引入
        4.1.3 數(shù)值求解方法
        4.1.4 軸承的性能參數(shù)
    4.2 計(jì)算結(jié)果與分析
        4.2.1 潤(rùn)滑膜壓力分布
        4.2.2 承載能力分析
        4.2.3 偏位角分析
        4.2.4 摩擦力及摩擦系數(shù)分析
        4.2.5 端泄流量分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 粗糙表面形貌下非牛頓磁流體軸承性能分析
    5.1 Gauss隨機(jī)粗糙表面的模擬
        5.1.1 表面模擬的基本理論
        5.1.2 高斯隨機(jī)粗糙面數(shù)學(xué)模型
        5.1.3 模型仿真及結(jié)果分析
    5.2 考慮粗糙紋理的磁流體軸承數(shù)學(xué)模型
        5.2.1 液膜厚度方程
        5.2.2 廣義的隨機(jī)非牛頓雷諾方程
        5.2.3 方程的無(wú)量綱化
    5.3 數(shù)值求解及模型驗(yàn)證
    5.4 計(jì)算結(jié)果與分析
        5.4.1 粗糙模型下不同參數(shù)對(duì)壓力分布的影響
        5.4.2 粗糙模型下不同參數(shù)對(duì)承載力的影響
        5.4.3 粗糙模型下不同參數(shù)對(duì)偏位角的影響
        5.4.4 粗糙模型下不同參數(shù)對(duì)摩擦系數(shù)的影響
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本文主要內(nèi)容及結(jié)論
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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