本文關(guān)鍵詞：基于局部接觸的水潤滑艉軸承流固耦合研究

  更多相關(guān)文章： 局部接觸 規(guī)則微凸體 水潤滑艉軸承 流固耦合 ADINA

【摘要】：水潤滑艉軸承由于具有結(jié)構(gòu)簡單、防污染、高減振和抗沖擊等顯著優(yōu)點，在船舶推進系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。但是，由于螺旋槳重力的懸臂作用，船舶艉軸會出現(xiàn)一定的彎曲，艉軸與艉軸承發(fā)生局部接觸，產(chǎn)生潤滑冷卻不良、溫度升高等效應(yīng)，從而導(dǎo)致軸承損傷事故發(fā)生。 為了改善艉軸與艉軸承的局部接觸狀況及潤滑性能，文中以水潤滑艉軸承為研究對象，，在軸承內(nèi)表面引入規(guī)則微凸體織構(gòu)，并利用Adina有限元方法，建立具有規(guī)則微凸體的水潤滑艉軸承流固耦合模型，重點研究運行工況、規(guī)則微凸體結(jié)構(gòu)參數(shù)及布置形式對水潤滑軸承的局部接觸狀況及潤滑性能的影響規(guī)律。研究工作及結(jié)論如下： （1）運行工況的影響。提高艉軸轉(zhuǎn)速與進水速度，可提高水膜壓力及水膜支撐力，減少軸承的接觸力，使軸下沉位移減少，有利于改善水潤滑艉軸承的局部接觸狀況和潤滑性能；增大軸承比壓會導(dǎo)致軸承上承受的接觸力，以及最大有效應(yīng)力與最大變形量增大。但由于微凸體彈性變形作用，特別是在大比壓情況下，可在一定程度上減小水膜厚度，提高水膜的承載能力。 （2）結(jié)構(gòu)參數(shù)影響。微凸體的高度和半徑的變化會改變水膜壓力分布及支撐力大小，從而改變水潤滑軸承的局部接觸狀況及潤滑性能。研究發(fā)現(xiàn)，在具有微凸體的水潤滑艉軸承中，隨著微凸體半徑增大或高度減小，水膜壓力及支撐力均會增加，軸承承擔的總接觸力及軸承應(yīng)力、變形均相應(yīng)降低，軸下沉位移減小。 （3）布置形式的影響。微凸體軸向間距和周向夾角的變化，對水膜壓力和支撐力產(chǎn)生一定的影響。研究發(fā)現(xiàn)，只有當微凸體軸向間距小于其臨界值l，或者周向間距大于其臨界值α時，水膜才能產(chǎn)生一定的流體動壓支撐力，才有利于改善軸承局部接觸狀況，提高軸承的潤滑性能。且研究表明，沿轉(zhuǎn)速方向的微凸體不等間距布置形式中，密度遞增的微凸體布置形式產(chǎn)生的水膜壓力及支撐力最大，此時軸承承擔的總接觸力最小。
【關(guān)鍵詞】：局部接觸 規(guī)則微凸體 水潤滑艉軸承 流固耦合 ADINA
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U664.21
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-17
• 1.1 論文背景及研究意義8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-14
• 1.2.1 接觸分析現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 流固耦合研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.3 表面織構(gòu)研究工作進展11-12
• 1.2.4 表面織構(gòu)制備12-14
• 1.2.5 研究的不足14
• 1.3 主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線14-16
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容14-15
• 1.3.2 關(guān)鍵技術(shù)路線15-16
• 1.4 小結(jié)16-17
• 第2章 基于微凸體局部接觸的水潤滑軸承 FSI 模型17-29
• 2.1 理論基礎(chǔ)17-22
• 2.1.1 ADINA 軟件簡介17-18
• 2.1.2 接觸理論基礎(chǔ)18-19
• 2.1.3 流固耦合理論基礎(chǔ)19-21
• 2.1.4 流固耦合數(shù)學模型21-22
• 2.2 基于局部接觸的水潤滑軸承 FSI 模型22-28
• 2.2.1 水潤滑艉軸承物性參數(shù)和結(jié)構(gòu)22-25
• 2.2.2 網(wǎng)格劃分25-27
• 2.2.3 邊界條件假設(shè)27-28
• 2.2.4 載荷施加28
• 2.3 小結(jié)28-29
• 第3章 基于局部接觸的水潤滑艉軸承性能研究29-44
• 3.1 性能分析29-34
• 3.1.1 局部接觸狀況研究29-30
• 3.1.2 潤滑性能研究30-33
• 3.1.3 水膜的支撐效應(yīng)33-34
• 3.2 運行工況對軸承性能的影響34-43
• 3.2.1 艉軸轉(zhuǎn)速34-36
• 3.2.2 艉軸承比壓36-39
• 3.2.3 進水速度39-43
• 3.3 小結(jié)43-44
• 第4章 規(guī)則微凸體結(jié)構(gòu)及布置形式優(yōu)化研究44-60
• 4.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化研究45-50
• 4.1.1 微凸體高度45-47
• 4.1.2 微凸體半徑47-50
• 4.2 微凸體等間距布置形式50-56
• 4.2.1 微凸體軸向間距50-53
• 4.2.2 微凸體周向夾角53-56
• 4.3 微凸體特殊布置形式56-57
• 4.4 小結(jié)57-60
• 第5章 結(jié)論與展望60-62
• 5.1 結(jié)論60-61
• 5.2 創(chuàng)新點61
• 5.3 展望61-62
• 致謝62-63
• 參考文獻63-67
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和參加的科研項目67

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

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中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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本文編號：555157