本文關(guān)鍵詞：三箔片動(dòng)壓氣體軸頸軸承的動(dòng)靜特性研究

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【摘要】：波箔型動(dòng)壓氣體軸頸軸承在國(guó)外已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于各種高速透平機(jī)械中。與傳統(tǒng)的氣體軸承相比，波箔型動(dòng)壓氣體軸頸軸承的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，但由于箔片的彈性變形特點(diǎn)使其具有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，包括：較好的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性、更低的能量損失、較高的轉(zhuǎn)速、耐高溫、以及較強(qiáng)的自適能力等，這些優(yōu)點(diǎn)己經(jīng)在實(shí)際應(yīng)用中得到了證實(shí)。 本文所研究的三箔片動(dòng)壓氣體軸頸軸承是波箔型動(dòng)壓氣體軸頸軸承一種，三個(gè)箔片在軸承的圓周方向上依次安裝，每個(gè)箔片結(jié)構(gòu)均有平箔片和波箔片組成。本文主要進(jìn)行了三箔片動(dòng)壓氣體軸頸軸承的動(dòng)靜特性研究，為三箔片動(dòng)壓氣體軸頸軸承的設(shè)計(jì)與應(yīng)用提供一定的理論依據(jù)。 運(yùn)用有限單元法，建立了箔片結(jié)構(gòu)的梁?jiǎn)卧Ｐ�，得到了耦合箔片變形的三箔片�?dòng)壓氣體軸頸軸承的氣膜厚度方程式。通過Matlab編程求得了氣膜厚度方程與有限元法離散形式的雷諾方程的耦合解，，得到了三箔片動(dòng)壓氣體軸頸軸承的氣膜壓力分布、氣膜厚度分布、承載力、姿態(tài)角以及箔片變形量分布等仿真結(jié)果。根據(jù)仿真結(jié)果，本文分析了偏心率、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、平箔厚度、波箔厚度、波箔節(jié)距等參數(shù)對(duì)三箔片動(dòng)壓氣體軸頸軸承靜態(tài)特性的影響。 采用小擾動(dòng)法分析了三箔片動(dòng)壓氣體軸頸軸承的動(dòng)態(tài)特性。首先，采用線性攝動(dòng)法，在雷諾方程的基礎(chǔ)上，對(duì)相關(guān)變量作一階泰勒展開，推導(dǎo)出了三箔片動(dòng)壓氣體軸頸軸承的動(dòng)態(tài)剛度與動(dòng)態(tài)阻尼系數(shù)計(jì)算公式，然后通過Matlab編程求解了三箔片動(dòng)壓氣體軸頸軸承的動(dòng)態(tài)特性并對(duì)計(jì)算結(jié)果的進(jìn)行分析與研究。其中，采用中心差分法與松弛迭代法對(duì)線性偏微分方程組進(jìn)行求解，采用Simpson復(fù)化積分法數(shù)值積分求解動(dòng)態(tài)特性系數(shù)。最后，根據(jù)仿真結(jié)果，本文分析了偏心率、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、渦動(dòng)比、平箔厚度、波箔厚度等參數(shù)對(duì)三箔片動(dòng)壓氣體軸頸軸承動(dòng)態(tài)特性系數(shù)的影響。
【關(guān)鍵詞】：動(dòng)壓氣體軸承 Reynolds方程 箔片變形 動(dòng)靜態(tài)特性
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH133.37
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 課題研究的目的及意義8-9
• 1.2 波箔型動(dòng)壓氣體軸頸軸承發(fā)展趨勢(shì)9-11
• 1.2.1 第一代波箔型動(dòng)壓氣體軸頸軸承9
• 1.2.2 第二代波箔型動(dòng)壓氣體軸頸軸承9-10
• 1.2.3 第三代波箔型動(dòng)壓氣體軸頸軸承10
• 1.2.4 第四代波箔型動(dòng)壓氣體軸頸軸承10-11
• 1.3 波箔型動(dòng)壓氣體軸頸軸承的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3.1 國(guó)外理論研究現(xiàn)狀11
• 1.3.2 國(guó)外實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.3 國(guó)內(nèi)理論研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.4 國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀13
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容13-15
• 第2章 三箔片動(dòng)壓氣體軸頸軸承靜態(tài)特性理論15-24
• 2.1 波箔型動(dòng)壓氣體軸頸軸承的工作原理15-16
• 2.1.1 楔形效應(yīng)15
• 2.1.2 波箔型動(dòng)壓氣體軸頸軸承結(jié)構(gòu)15-16
• 2.1.3 波箔型動(dòng)壓氣體軸頸軸承內(nèi)的楔形氣膜16
• 2.2 波箔型動(dòng)壓氣體潤(rùn)滑理論及數(shù)學(xué)模型16-20
• 2.2.1 波箔型動(dòng)壓氣體軸頸軸承雷諾方程16-18
• 2.2.2 網(wǎng)格劃分18
• 2.2.3 邊界條件18
• 2.2.4 雷諾方程的離散求解18-20
• 2.3 箔片變形下的氣膜厚度方程20-22
• 2.3.1 變形系數(shù)法求解箔片變形21
• 2.3.2 梁?jiǎn)卧ㄇ蠼獠冃?/span>21-22
• 2.4 本章小結(jié)22-24
• 第3章 靜態(tài)特性數(shù)值模擬及結(jié)果分析24-34
• 3.1 軸承靜態(tài)性能計(jì)算24-25
• 3.2 耦合求解方法25-26
• 3.3 計(jì)算結(jié)果與分析26-33
• 3.3.1 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速對(duì)靜態(tài)特性的影響27-29
• 3.3.2 偏心率對(duì)靜態(tài)特性的影響29-30
• 3.3.3 平箔厚度對(duì)靜態(tài)特性的影響30-31
• 3.3.4 波箔厚度對(duì)靜態(tài)特性的影響31-33
• 3.3.5 波箔節(jié)距對(duì)靜態(tài)特性的影響33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 第4章 三箔片動(dòng)壓氣體軸頸軸承動(dòng)態(tài)特性分析34-51
• 4.1 擾動(dòng)方程式34-35
• 4.1.1 三箔片動(dòng)壓氣體軸頸軸承雷諾方程式34
• 4.1.2 擾動(dòng)下的氣膜厚度與氣膜力34-35
• 4.1.3 擾動(dòng)方程35
• 4.2 網(wǎng)格劃分與邊界條件35-36
• 4.3 線性方程組的求解36-38
• 4.4 動(dòng)特性系數(shù)的求解公式38-40
• 4.4.1 軸頸坐標(biāo)下的動(dòng)特性系數(shù)38-39
• 4.4.2 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換與有量綱化39-40
• 4.5 動(dòng)態(tài)特性系數(shù)的求解40-41
• 4.6 計(jì)算結(jié)果與分析41-49
• 4.6.1 渦動(dòng)頻率對(duì)動(dòng)態(tài)特性的影響41-42
• 4.6.2 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速對(duì)動(dòng)態(tài)特性的影響42-44
• 4.6.3 偏心率對(duì)動(dòng)態(tài)特性的影響44-46
• 4.6.4 平箔片厚度對(duì)動(dòng)態(tài)特性的影響46-48
• 4.6.5 波箔片厚度對(duì)動(dòng)態(tài)特性的影響48-49
• 4.7 本章小結(jié)49-51
• 結(jié)論51-52
• 參考文獻(xiàn)52-56
• 致謝56

【參考文獻(xiàn)】

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 許懷錦;轉(zhuǎn)子—箔片軸承系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性理論及試驗(yàn)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

本文編號(hào)：877468