本文關(guān)鍵詞：動(dòng)靜壓軸承非線性軸心軌跡的計(jì)算與仿真

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【摘要】：滑動(dòng)軸承的軸心軌跡反映了軸承的工作狀態(tài)。通過對(duì)軸心軌跡的研究,可以確定軸承的回轉(zhuǎn)精度和最小油膜厚度,可以判定軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性和軸承設(shè)計(jì)參數(shù)的合理性。通過對(duì)動(dòng)靜壓軸承采用主動(dòng)控制技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)軸頸軸心做預(yù)定橢圓運(yùn)動(dòng),進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)非圓異性零件的加工。本文以四油腔有回油槽的動(dòng)靜壓軸承為研究對(duì)象,建立了非線性軸心軌跡的計(jì)算模型,計(jì)算了一定工況下毛細(xì)管節(jié)流的動(dòng)靜壓軸承油膜壓力分布和非線性軸心軌跡,研究了轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、供油壓力、軸承半徑間隙對(duì)非線性軸心軌跡的影響,計(jì)算了動(dòng)載荷下軸心軌跡的變化規(guī)律,并對(duì)軸心軌跡正弦激振實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了仿真。 首先,建立了動(dòng)靜壓軸承數(shù)學(xué)模型,根據(jù)雷諾方程和流量平衡方程,采用有限差分法,計(jì)算了毛細(xì)管節(jié)流的動(dòng)靜壓軸承油膜壓力分布。基于非線性油膜力,軸頸慣性力和動(dòng)載荷三者之間的平衡關(guān)系,建立了軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程,建立了非線性軌跡計(jì)算模型。采用歐拉方法計(jì)算出了非線性軸心軌跡。為了便于比較非線性模型,采用油膜力線性化方法,建立了軸心在平衡位置附近小位移渦動(dòng)的線性分析模型,采用差分法計(jì)算了軸心在平衡位置時(shí)的油膜剛度系數(shù)和阻尼系數(shù),再根據(jù)線性化運(yùn)動(dòng)方程計(jì)算了線性軸心軌跡。 其次,分別計(jì)算了在不同轉(zhuǎn)速,不同供油壓力,不同軸承半徑間隙下其他工況條件不變時(shí)毛細(xì)管節(jié)流動(dòng)靜壓軸承的非線性軸心軌跡,分析了它們對(duì)軸心平衡位置的影響,計(jì)算出了軸承系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速。 接著,研究了階躍載荷、矩形脈沖載荷、正弦脈沖載荷作用下軸心非線性軌跡,軸心非線性位移,最大油膜壓力等主要參數(shù)隨時(shí)間的變化規(guī)律。軸承系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下,階躍載荷使得軸心收斂于新的平衡位置,由于矩形脈沖和正弦脈沖載荷作用在軸上的時(shí)間短,載荷消失后,軸心軌跡仍然收斂到原來的平衡位置。 最后,以動(dòng)靜壓軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)為研究對(duì)象,仿真了在虛擬正弦激振力下系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性和共振現(xiàn)象,采用MATLAB計(jì)算仿真了正弦載荷激勵(lì)下系統(tǒng)的幅頻特性,得出系統(tǒng)的幅頻特性曲線和激振響應(yīng)共振頻率
【關(guān)鍵詞】：動(dòng)靜壓軸承 非線性 軸心軌跡 虛擬激振
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH133.3
【目錄】：

• 摘要10-11
• ABSTRACT11-13
• 第1章 緒論13-21
• 1.1 課題背景及意義13-15
• 1.2 動(dòng)靜壓軸承研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.1 流體潤滑理論的研究進(jìn)展15
• 1.2.2 動(dòng)靜壓軸承結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展15-16
• 1.2.3 滑動(dòng)軸承非線性油膜力研究進(jìn)展16-17
• 1.3 滑動(dòng)軸承軸心軌跡的研究狀況17-18
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容18-21
• 第2章 動(dòng)靜壓軸承油膜力分布及軸心軌跡計(jì)算模型21-47
• 2.1 動(dòng)靜壓軸承結(jié)構(gòu)21-22
• 2.2 數(shù)學(xué)模型建立22-25
• 2.2.1 動(dòng)靜壓軸承油膜厚度計(jì)算22-23
• 2.2.2 層流工況下的雷諾方程23-24
• 2.2.3 雷諾方程的邊界條件24-25
• 2.3 數(shù)值法求解動(dòng)靜壓軸承壓力分布25-33
• 2.3.1 網(wǎng)格劃分與方程離散25-27
• 2.3.2 流量連續(xù)性方程及其差分形式27-31
• 2.3.3 動(dòng)靜壓軸承壓力分布的邊界條件31
• 2.3.4 承載能力及流量計(jì)算31-32
• 2.3.5 動(dòng)靜壓軸承油膜壓力分布求解實(shí)例32-33
• 2.4 動(dòng)靜壓軸承軸心軌跡的理論計(jì)算33-36
• 2.4.1 非線性軸心軌跡運(yùn)動(dòng)方程34-35
• 2.4.2 計(jì)算非線性軸心軌跡的歐拉方法35-36
• 2.5 動(dòng)靜壓軸承非線性軸心軌跡的計(jì)算實(shí)例36-39
• 2.6 軸心軌跡的線性分析39-45
• 2.6.1 線性化油膜力39-41
• 2.6.2 動(dòng)靜壓軸承動(dòng)特性系數(shù)計(jì)算41-42
• 2.6.3 求線性軸心軌跡的運(yùn)動(dòng)方程42-43
• 2.6.4 線性軸心軌跡計(jì)算實(shí)例43-45
• 2.7 本章小結(jié)45-47
• 第3章 動(dòng)靜壓軸承軸心軌跡的影響因素47-59
• 3.1 引言47
• 3.2 轉(zhuǎn)速對(duì)非線性軸心軌跡的影響47-51
• 3.3 供油壓力對(duì)軸心軌跡的影響51-54
• 3.4 半徑間隙對(duì)軸心軌跡的影響54-56
• 3.5 本章小結(jié)56-59
• 第4章 動(dòng)載荷對(duì)動(dòng)靜壓軸承非線性軸心軌跡的影響特性59-73
• 4.1 階躍載荷對(duì)非線性軸心軌跡的影響59-64
• 4.1.1 單向階躍載荷對(duì)軸心軌跡的影響59-62
• 4.1.2 雙向階躍載荷對(duì)動(dòng)靜壓軸承非線性軸心軌跡的影響62-64
• 4.2 矩形脈沖載荷對(duì)動(dòng)靜壓軸承非線性軸心軌跡的影響64-68
• 4.2.1 單向矩形脈沖載荷對(duì)軸心軌跡的影響64-66
• 4.2.2 雙向矩形脈沖載荷對(duì)軸心軌跡的影響66-68
• 4.3 正弦脈沖載荷對(duì)動(dòng)靜壓軸承非線性軸心軌跡的影響68-71
• 4.3.1 單向正弦脈沖載荷對(duì)軸承非線性軸心軌跡的影響68-70
• 4.3.2 雙向正弦脈沖載荷對(duì)軸承非線性軸心軌跡的影響70-71
• 4.4 本章小結(jié)71-73
• 第5章 動(dòng)靜壓軸承軸心軌跡虛擬激振實(shí)驗(yàn)73-81
• 5.1 動(dòng)靜壓軸承系統(tǒng)虛擬激振實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介73-75
• 5.2 虛擬正弦激振力下軸承系統(tǒng)響應(yīng)特性75-78
• 5.2.1 虛擬正弦激振頻率為100HZ時(shí)軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性75-76
• 5.2.2 虛擬正弦激振頻率為200HZ時(shí)軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性76-77
• 5.2.3 虛擬正弦激振頻率為400HZ時(shí)軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性77-78
• 5.3 虛擬正弦激振軸承系統(tǒng)響應(yīng)曲線78-79
• 5.4 本章小結(jié)79-81
• 結(jié)論與展望81-83
• 參考文獻(xiàn)83-87
• 致謝87-88
• 附表88

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1025198