本文關(guān)鍵詞：基于通用型線方程的徑向滑動(dòng)軸承動(dòng)態(tài)特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：旋轉(zhuǎn)機(jī)械是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要機(jī)械裝備。隨著國(guó)家電力、航空、機(jī)械、石化等工業(yè)的迅猛發(fā)展，旋轉(zhuǎn)機(jī)械發(fā)揮著重大的作用。動(dòng)壓徑向滑動(dòng)軸承是旋轉(zhuǎn)機(jī)械十分重要的支撐部件，在實(shí)際工程中，其靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性對(duì)設(shè)備的工作有重大影響。動(dòng)壓徑向軸承被廣泛應(yīng)用于各種旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，隨著現(xiàn)代機(jī)械向大型化、高速化、高性能方向發(fā)展，動(dòng)壓徑向軸承形狀設(shè)計(jì)方法研究成為改善或提高機(jī)組性能非常重要的發(fā)展方向。 本課題是國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目《三維可變孔軸形狀耦合徑向軸承動(dòng)力潤(rùn)滑特性及設(shè)計(jì)理論》（編號(hào)：51005257）中的部分研究?jī)?nèi)容。本文在基于通用型線方程軸承理論的基礎(chǔ)上，對(duì)軸承的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行研究，以便能進(jìn)一步優(yōu)化出性能更優(yōu)良的動(dòng)壓徑向滑動(dòng)軸承的輪廓形狀。運(yùn)用數(shù)值分析自編程序，軟件模擬仿真對(duì)前人優(yōu)化得到的軸承形狀進(jìn)行動(dòng)態(tài)研究分析。比對(duì)兩者的性能結(jié)果，進(jìn)一步優(yōu)化得到滿足一定承載力要求，，同時(shí)穩(wěn)定性更優(yōu)的軸承形狀。本文主要研究工作和主要內(nèi)容如下： ①使用CFD有限元軟件，選用FLUENT和COMSOL Multiphysics兩款商用軟件，對(duì)已經(jīng)通過優(yōu)化型線得到的n=1和n=3的兩種型線方程的軸承形狀，建立實(shí)體模型，生成有限元模型，數(shù)值仿真模擬，求解得到靜態(tài)壓力分布云圖。通過導(dǎo)出壓力分布的數(shù)據(jù)，編制MATLAB程序，積分求解得到承載力，CFD分析結(jié)果與數(shù)值分析方法進(jìn)行對(duì)比基本吻合，驗(yàn)證了自編程序數(shù)值方法的正確性，為動(dòng)態(tài)分析、穩(wěn)定性分析的研究奠定了基礎(chǔ)。 ②從雷諾方程出發(fā)，結(jié)合軸承型線理論，推導(dǎo)擾動(dòng)壓力雷諾方程和剛度系數(shù)、阻尼系數(shù)的計(jì)算方法。利用matlab編寫程序分別計(jì)算并分析圓軸承和非圓軸承在各種工況下的八個(gè)動(dòng)力系數(shù)。分析油膜失穩(wěn)的穩(wěn)定性指標(biāo)，以剛性轉(zhuǎn)子為例，其穩(wěn)定性指標(biāo)則為無(wú)量綱轉(zhuǎn)子質(zhì)量Mst，進(jìn)而數(shù)值計(jì)算。研究結(jié)果表明：n=1圓軸承的穩(wěn)定性比n=3非圓軸承的穩(wěn)定性更優(yōu)。 ③應(yīng)用模態(tài)分析的原理和一般步驟，建立實(shí)體模型，網(wǎng)格化，生成有限元模型。運(yùn)用ANSYS有限元軟件對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)模態(tài)分析，計(jì)算出兩種模型的一階固有頻率和臨界轉(zhuǎn)速。用軟件分析穩(wěn)定性的結(jié)果與數(shù)值分析研究的結(jié)果是一致的。 ④通過對(duì)動(dòng)態(tài)特性的分析，發(fā)現(xiàn)僅以承載力為目標(biāo)優(yōu)化得到的軸承形狀的穩(wěn)定性欠佳，因此，提出穩(wěn)定性為目標(biāo)函數(shù)，以最小油膜厚度和軸承承載力為限制條件，采用遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化結(jié)果顯示，可以得到不但滿足一定的承載力，而且穩(wěn)定性更佳的軸承。
【關(guān)鍵詞】：動(dòng)壓徑向軸承 動(dòng)態(tài)特性 轉(zhuǎn)子系統(tǒng) 形狀優(yōu)化 通用型線
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH133.31
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 引言10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外動(dòng)壓軸承研究概況11-13
• 1.3 課題研究的背景及意義13-14
• 1.4 課題來(lái)源14
• 1.5 本文工作內(nèi)容及技術(shù)路線14-18
• 2 理論基礎(chǔ)18-36
• 2.1 滑動(dòng)軸承流體潤(rùn)滑理論的形成18-20
• 2.2 研究的假設(shè)20
• 2.3 雷諾方程20-25
• 2.4 有限差分法求解雷諾方程25-28
• 2.5 軸承的特性28-31
• 2.5.1 潤(rùn)滑膜承載力的計(jì)算方法28-29
• 2.5.2 偏位角的計(jì)算29
• 2.5.3 滑動(dòng)軸承動(dòng)力特性的計(jì)算29-31
• 2.6 基于傅里葉級(jí)數(shù)的通用型線方程理論31-33
• 2.7 本章小結(jié)33-36
• 3 基于 CFD 有限元軟件的模擬仿真36-48
• 3.1 引言36
• 3.2 數(shù)學(xué)建模的建立36-37
• 3.3 FLUENT 仿真模擬動(dòng)壓滑動(dòng)軸承37-43
• 3.3.1 FLUENT 的求解流程38-39
• 3.3.2 GAMBIT 網(wǎng)格劃分39-41
• 3.3.3 求解過程與結(jié)果分析41-43
• 3.4 COMSOL MULTIPHYSICS 仿真模擬動(dòng)壓滑動(dòng)軸承43-46
• 3.4.1 COMSOL Multiphysics 軟件簡(jiǎn)介43-44
• 3.4.2 有限元模型的建立44
• 3.4.3 求解結(jié)果與分析44-46
• 3.5 本章小結(jié)46-48
• 4 軸承動(dòng)態(tài)特性研究48-66
• 4.1 引言48
• 4.2 滑動(dòng)軸承動(dòng)力特性計(jì)算理論48-53
• 4.2.1 剛度系數(shù)和阻尼系數(shù)的推導(dǎo)48-51
• 4.2.2 坐標(biāo)系的變換51-52
• 4.2.3 公式無(wú)量綱化52-53
• 4.3 動(dòng)力系數(shù)的計(jì)算與分析53-58
• 4.3.1 動(dòng)力系數(shù)算例53-54
• 4.3.2 圓軸承和非圓軸承動(dòng)力系數(shù)54-58
• 4.4 軸承穩(wěn)定性研究58-61
• 4.4.1 油膜失穩(wěn)58-59
• 4.4.2 穩(wěn)定性數(shù)值分析59-60
• 4.4.3 數(shù)值方法算例60-61
• 4.5 利用 ANSYS 對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析61-65
• 4.5.1 ANSYS 有限元簡(jiǎn)介61
• 4.5.2 動(dòng)力學(xué)模態(tài)分析原理61-62
• 4.5.3 模態(tài)分析的一般步驟62-63
• 4.5.4 有限元模型的建立63-64
• 4.5.5 模態(tài)分析的結(jié)果64-65
• 4.6 本章小結(jié)65-66
• 5 以穩(wěn)定性為目標(biāo)的軸承形狀優(yōu)化66-72
• 5.1 引言66
• 5.2 優(yōu)化算法66-68
• 5.2.1 遺傳算法的優(yōu)點(diǎn)66
• 5.2.2 遺傳算法的基本原理與步驟66-68
• 5.3 優(yōu)化實(shí)例及結(jié)果68-70
• 5.3.1 數(shù)值方法比較69
• 5.3.2 ANSYS 有限元比較69-70
• 5.4 本章小結(jié)70-72
• 6 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 全文總結(jié)72-73
• 6.2 研究展望73-74
• 致謝74-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 附錄80

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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  本文關(guān)鍵詞：基于通用型線方程的徑向滑動(dòng)軸承動(dòng)態(tài)特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：423393