本文關(guān)鍵詞：油膜軸承磁流固多場耦合潤滑機理與性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：作為軋鋼機械的支承件，，相比滾動軸承，油膜軸承具有獨特的優(yōu)點，在軋制生產(chǎn)中起到舉足輕重的作用。油膜軸承理想潤滑時不存在摩擦磨損，但實際運轉(zhuǎn)中卻難以保證；軸承襯套內(nèi)壁澆注了巴氏合金材料，運行溫度達(dá)到其熔點的30%將發(fā)生蠕變；油膜溫度升高將減小潤滑油粘度，軸承潤滑性能直接影響軋機使用壽命和軋件質(zhì)量。為此，本課題引入鐵磁流體潤滑油膜軸承，在外磁場作用下能提高潤滑油粘度和軸承承載力，避免軸承因潤滑或受載不當(dāng)而產(chǎn)生失效，有助于減少油膜軸承損傷事故，延長軸承使用壽命。 本課題依托國家自然科學(xué)基金“低速重載油膜的磁流固多場耦合潤滑機理和界面力學(xué)行為”(51205269)項目，以鐵磁流體為潤滑介質(zhì)，潤滑油膜為研究對象，軋機油膜軸承為工業(yè)應(yīng)用對象，深入探索油膜軸承磁流固多場耦合潤滑機理和性能。根據(jù)鐵磁流體動力學(xué)和油膜軸承潤滑理論，推導(dǎo)鐵磁流體潤滑油膜軸承的數(shù)學(xué)模型；設(shè)計外加磁場并實驗測量內(nèi)部磁場分布；推導(dǎo)磁流體粘度方程，理論分析和實驗驗證各因素對油膜粘度的影響；采用有限元軟件對磁流固多場耦合進(jìn)行數(shù)值模擬。 本文主要內(nèi)容簡述如下： 1.建立了鐵磁流體潤滑油膜軸承的數(shù)學(xué)模型，主要包含了修正的Reynolds方程、能量方程、膜厚方程、粘度方程、固體熱傳導(dǎo)方程和界面熱流連續(xù)方程，以及潤滑性能的表征參數(shù)并對模型無量綱化。 2.設(shè)計了鐵磁流體潤滑油膜軸承的外加磁場，理論計算通電螺線管內(nèi)部磁場的分布，并實驗測量，結(jié)果表明：兩者數(shù)據(jù)比較相近，能為鐵磁流體潤滑提供所需的外磁場。同時，理論推導(dǎo)了磁流體粘度方程，實驗分析油膜溫度和磁場強度對粘度的影響，為磁流體潤滑模型中粘度參數(shù)提供了理論基礎(chǔ)和實驗依據(jù)。 3.基于Workbench對磁流固熱多場耦合進(jìn)行模擬仿真。采用CFX模塊對潤滑油膜模擬計算，獲得油膜壓力和油膜溫度；并結(jié)合Static Structure模塊和Steady-State Thermal模塊，建立多場耦合連接，對軸承系統(tǒng)進(jìn)行靜力分析和溫度分析。模擬軸承系統(tǒng)在不同工況下運轉(zhuǎn)時，獲得油膜壓力和油膜溫度的分布，以及各因素對潤滑特性的影響；分析軸承各組件的變形與應(yīng)力，以及溫度分布規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：鐵磁流體 油膜軸承 潤滑模型 外加磁場 粘度計算 多場耦合模擬
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH133.3;TH117.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符號說明10-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 課題研究背景與意義14-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容18-19
• 1.4 本章小結(jié)19-20
• 第二章 油膜軸承鐵磁流體潤滑機理20-42
• 2.1 油膜軸承20
• 2.2 磁流體潤滑油膜軸承數(shù)學(xué)模型20-40
• 2.2.1 磁流體動力學(xué)方程21-26
• 2.2.2 雷諾方程26-31
• 2.2.3 膜厚方程31-33
• 2.2.4 粘度方程33-34
• 2.2.5 能量方程34-35
• 2.2.6 固體熱傳導(dǎo)方程35-36
• 2.2.7 界面熱流連續(xù)方程36-37
• 2.2.8 潤滑性能參數(shù)計算37-40
• 2.3 本章小結(jié)40-42
• 第三章 磁流體潤滑模型的無量綱化42-52
• 3.1 潤滑模型無量綱化42-50
• 3.1.1 雷諾方程無量綱化42-46
• 3.1.2 膜厚與粘度方程46
• 3.1.3 能量方程無量綱化46-47
• 3.1.4 潤滑性能參數(shù)47-50
• 3.2 本章小結(jié)50-52
• 第四章 磁流體粘度特性研究52-66
• 4.1 磁流體制備52-55
• 4.2 外磁場設(shè)計55-61
• 4.3 磁流體粘度特性61-64
• 4.4 本章小結(jié)64-66
• 第五章 磁流固多場耦合模擬與性能分析66-88
• 5.1 有限元軟件簡介66-67
• 5.2 磁流體潤滑油膜軸承系統(tǒng)建模67-70
• 5.2.1. 油膜軸承幾何模型67-69
• 5.2.2 油膜軸承有限元模型69-70
• 5.3 磁流體潤滑油膜模擬70-78
• 5.3.1 傳統(tǒng)潤滑油模擬72-73
• 5.3.2 磁流體無磁場模擬73-74
• 5.3.3 磁流體有磁場模擬74-75
• 5.3.4 模擬結(jié)果對比分析75-78
• 5.4 磁流固多場耦合模擬78-82
• 5.5 鐵磁流體潤滑性能分析82-86
• 5.6 本章小結(jié)86-88
• 第六章 結(jié)論與展望88-90
• 6.1 研究結(jié)論88-89
• 6.2 研究展望89-90
• 參考文獻(xiàn)90-96
• 致謝96-98
• 碩士期間發(fā)表論文及參加科研情況98-100

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：油膜軸承磁流固多場耦合潤滑機理與性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：299674