【摘要】： 氣體靜壓軸承回轉(zhuǎn)精度高、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、摩擦小、使用壽命長,可以在極高和極低的溫度、超低到超高的速度下,以及輻射環(huán)境中工作,因此在航空、航天領域以及精密測量和慣性測試設備上得到廣泛應用。多孔質(zhì)氣體靜壓軸承能明顯提高軸承的承載能力,具有更優(yōu)越的阻尼特性和穩(wěn)定性,故得到廣泛的關注。多孔質(zhì)靜壓軸承又分為全多孔質(zhì)靜壓軸承和局部多孔質(zhì)靜壓軸承。本文在理論分析、仿真計算和科學實驗的基礎上對這兩種軸承的靜態(tài)性能進行了研究。 本文首先提出了局部多孔質(zhì)和全多孔質(zhì)靜壓徑向軸承理論計算模型,根據(jù)氣體在多孔質(zhì)材料中的流動特性給出了軸承的性能表達式,并進行求解。然后用計算流體力學中的FLUENT軟件進行迭代計算,成功地將其引入到多孔質(zhì)靜壓軸承研究領域。目前針對徑向軸承和止推軸承靜特性的研究,多采用簡化的解析方法或數(shù)值解法,數(shù)值解法主要是有限元法和有限差分法,計算效率較低。而FLUENT軟件采用的是近年發(fā)展非常迅速的有限體積法,計算效率和精度都很高。該軟件對邊界條件、計算模型、控制參數(shù)及網(wǎng)格質(zhì)量方面都有嚴格要求,且在多孔介質(zhì)領域進行的研究還較少。本文首次應用它對軸承的壓力場和靜態(tài)特性進行了仿真分析,得出了氣體流經(jīng)小孔、多孔柱塞和全多孔質(zhì)的壓力變化曲線以及軸上壓力沿軸向和圓周方向上的變化趨勢,并給出了軸承的承載能力和靜態(tài)剛度曲線。對于全多孔質(zhì)軸承,還分析計算了供氣壓力、滲透率、氣膜厚度、偏心率以及軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)對軸承靜態(tài)性能的影響,給出了一些規(guī)律性的結(jié)論。 最后,通過實驗驗證了仿真計算結(jié)果的正確性和可靠性。為今后對多孔質(zhì)軸承的進一步研究提供借鑒,所以說這是一項具有理論意義和工程應用價值的開創(chuàng)性工作。
【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】：2006
【分類號】：TH133.36
【圖文】：

的生成網(wǎng)格在前處理軟件 GAMBIT 中生成。網(wǎng)格的類型、密度、等對計算效率及精度有很大影響。本文主要對氣體靜壓軸承算，氣體薄膜的厚度極薄(微米級)，軸向和徑向尺寸相差幾方面難度較大，網(wǎng)格生成極為耗時，且極易出錯，需要反復是計算中最耗時的環(huán)節(jié)，而且網(wǎng)格質(zhì)量的好壞直接影響到模- 10 -

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文3.1 網(wǎng)格類型的選擇FLUENT 是非結(jié)構(gòu)解法器，它使用內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來為單元和表面順序，以保持臨近網(wǎng)格的接觸。FLUENT 在二維問題中可以使用由邊形或混合單元組成的網(wǎng)格，在三維問題中可以使用四面體，六面形以及楔形單元，或者兩種單元的混合。網(wǎng)格單元的具體形狀如UENT 可以接受單塊和多塊網(wǎng)格，以及二維混合網(wǎng)格和三維混合網(wǎng)接受 FLUENT 有懸掛節(jié)點的網(wǎng)格。

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本文編號：2731543