微機(jī)電系統(tǒng)下,針對傳統(tǒng)連續(xù)模型無法準(zhǔn)確描述氣體滑移對微軸承動力學(xué)特性影響規(guī)律的問題,引入Wu新滑移模型(任意克努森數(shù)下都與線性玻爾茲曼方程解有較高的吻合度)對傳統(tǒng)連續(xù)模型和一階滑移模型進(jìn)行了修正�；谟邢薏罘址�,建立了用于數(shù)值分析微軸承動力學(xué)特性的動態(tài)數(shù)學(xué)模型,提出了Wu新滑移模型下動態(tài)數(shù)學(xué)模型的建立方法;在MATLAB軟件平臺上,對不同軸承參數(shù)下氣體滑移與微小間隙下微軸承剛性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)特性及其穩(wěn)定性的變化關(guān)系進(jìn)行了數(shù)值分析。研究結(jié)果表明:在微小氣膜間隙下,微軸承在連續(xù)模型下預(yù)估的軸承動力學(xué)特性系數(shù)值最大,一階滑移模型次之,Wu新滑移模型最小;即在設(shè)計MEMS下的微軸承時應(yīng)采用Wu新滑移模型分析該類問題。

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【部分圖文】：

圖1微軸承動壓作用示意圖

微軸承動壓作用示意圖如圖1所示。在定常、等溫條件下,傳統(tǒng)連續(xù)、一階滑移及Wu新滑移修正模型下的潤滑Reynolds方程的無量綱形式為:

圖2數(shù)值仿真流程圖

數(shù)值仿真流程圖如圖2所示。為驗證本文用于微軸承動力學(xué)特性分析時程序的正確性,基于如圖2所示的數(shù)值仿真流程圖,筆者采用有限差分法進(jìn)行數(shù)值計算,并將得到的結(jié)果與文獻(xiàn)[11]的數(shù)值結(jié)果進(jìn)行對比。

圖3數(shù)值仿真程序驗證圖

數(shù)值仿真程序驗證圖如圖3所示。對比結(jié)果表明:本文程序得到的動特性系數(shù)與文獻(xiàn)中的數(shù)據(jù)幾乎完全一樣;使用該程序計算得到的動力學(xué)特性系數(shù)與文獻(xiàn)中的數(shù)據(jù)相對誤差均在3%以內(nèi),由此驗證了本文程序的準(zhǔn)確性。

圖43種模型下的氣膜壓力分布圖

基于如表2所示的軸承結(jié)構(gòu)參數(shù),在?=180°、偏心率0.6及軸承數(shù)為1.7時,3種模型下的氣膜壓力分布圖如圖4所示。對比3種模型下的氣膜壓力分布發(fā)現(xiàn):在最小氣膜厚度處,3種模型得到的氣膜壓力差異明顯,這是因為在最小氣膜厚度處,和氣體滑移效應(yīng)密切相關(guān)的流體粘性剪切應(yīng)力最強(qiáng),致使在該....

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