本文關(guān)鍵詞：基于擬合非線性油膜力的多葉油潤(rùn)滑箔片軸承穩(wěn)定性分析

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【摘要】：隨著科技的不斷發(fā)展，對(duì)軸承也提出了更高的要求，如超高轉(zhuǎn)速，耐高溫，長(zhǎng)壽命等。在這種發(fā)展背景下箔片軸承應(yīng)運(yùn)而生。箔片軸承是一種柔性表面的軸承，具有高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)小，穩(wěn)定性高，耐高溫，耐磨損，能抵抗沖擊等優(yōu)點(diǎn)。目前，大量的工作集中在對(duì)氣體箔片軸承的研究，甚至發(fā)展到了第三代氣體箔片軸承，，具有優(yōu)良的動(dòng)靜態(tài)特性。而油潤(rùn)滑箔片軸承的研究則很少，且主要為軸承動(dòng)力學(xué)特性參數(shù)的研究。軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性決定著軸承的應(yīng)用，同時(shí)也是多葉油潤(rùn)滑箔片軸承設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。因此，本文將研究多葉油潤(rùn)滑箔片軸承的非線性油膜力，分析其變化規(guī)律，通過擬合得到油膜力的表達(dá)式，繼而研究軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 針對(duì)油潤(rùn)滑多葉箔片軸承的幾何特點(diǎn)，給出了軸承油膜厚度的計(jì)算方法。運(yùn)用有限差分法求解軸承油膜壓力，并用復(fù)化的Simpson公式積分求得油膜力，對(duì)油膜力在空間上的分布與其他多葉型軸承以及箔片軸承進(jìn)行了比較。分析了多葉油潤(rùn)滑箔片軸承偏心率較小時(shí)油膜力非線性度不高的原因，是因?yàn)椴瑸槿嵝�，可以根�?jù)油膜壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)軸承的剛度，使得在偏心率不是很大時(shí)體現(xiàn)出較弱的非線性油膜力分布規(guī)律。 更深入的研究油膜力，討論轉(zhuǎn)速，滑油粘度以及各種軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)多葉油潤(rùn)滑箔片軸承穩(wěn)態(tài)油膜力的影響。將油膜力隨這些參數(shù)的變化規(guī)律進(jìn)行非線性擬合，得到穩(wěn)態(tài)油膜力的表達(dá)式。 用有限單元法對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行離散，完成了軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)建模。求解了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的前三階臨界轉(zhuǎn)速，發(fā)現(xiàn)多葉油潤(rùn)滑箔片軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速的前兩階臨界轉(zhuǎn)速都較低，第三階臨界轉(zhuǎn)速則很高。分析了多葉油潤(rùn)滑箔片軸承的阻尼，通過擬合得到了可用于轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)計(jì)算的瞬態(tài)油膜力。并運(yùn)用Newmark法研究了多葉油潤(rùn)滑箔片軸承的穩(wěn)定性。討論了軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)失穩(wěn)轉(zhuǎn)速的影響，可以為多葉油潤(rùn)滑箔片軸承的設(shè)計(jì)提供參考。 最后，對(duì)所研究的多葉油潤(rùn)滑箔片軸承進(jìn)行了穩(wěn)定性試驗(yàn)研究，較準(zhǔn)確測(cè)得了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的一階臨界轉(zhuǎn)速。并得到了箔片軸承具有高速穩(wěn)定性的結(jié)論。對(duì)試驗(yàn)過程的不足進(jìn)行了總結(jié)并提出了改進(jìn)的方案。
【關(guān)鍵詞】：多葉箔片軸承 油潤(rùn)滑 非線性油膜力 失穩(wěn)轉(zhuǎn)速 穩(wěn)定性試驗(yàn)研究
【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)】：TH133.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-20
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9-10
• 1.2 箔片軸承研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 箔片軸承的發(fā)展10-12
• 1.2.2 多葉箔片軸承的研究現(xiàn)狀12-16
• 1.3 軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3.1 非線性油膜力模型16-17
• 1.3.2 軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定性判斷方法17-18
• 1.3.3 箔片軸承穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀18
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容18-20
• 第2章 油潤(rùn)滑箔片軸承油膜力計(jì)算與分析20-37
• 2.1 引言20
• 2.2 基于有限差分法的油膜力求解20-31
• 2.2.1 對(duì)稱布置的多葉箔片軸承油膜厚度分析20-24
• 2.2.2 雷諾方程及其求解24-27
• 2.2.3 多葉箔片軸承油膜力的求解27-28
• 2.2.4 多葉箔片軸承油膜力仿真28-31
• 2.3 油膜力分布規(guī)律分析31-36
• 2.3.1 穩(wěn)態(tài)油膜力的空間分布31-33
• 2.3.2 箔片軸承油膜力的非線性分析33-36
• 2.4 本章小結(jié)36-37
• 第3章 穩(wěn)態(tài)油膜力影響因素及擬合37-63
• 3.1 引言37
• 3.2 穩(wěn)態(tài)油膜力隨軸承參數(shù)的變化規(guī)律37-56
• 3.2.1 轉(zhuǎn)速對(duì)油膜力的影響規(guī)律38-42
• 3.2.2 軸承間隙對(duì)油膜力的影響42-44
• 3.2.3 箔片半徑對(duì)油膜力的影響44-47
• 3.2.4 滑油粘度對(duì)油膜力的影響47-50
• 3.2.5 箔片數(shù)量對(duì)油膜力的影響50-53
• 3.2.6 軸承長(zhǎng)度對(duì)油膜力的影響53-56
• 3.3 穩(wěn)態(tài)油膜力的擬合56-61
• 3.3.1 油膜力擬合方法及結(jié)果56-60
• 3.3.2 擬合油膜力的驗(yàn)證60-61
• 3.4 本章小結(jié)61-63
• 第4章 多葉箔片軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定性分析63-80
• 4.1 引言63
• 4.2 箔片軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模63-67
• 4.3 結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的數(shù)值解法67-69
• 4.4 箔片軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定性分析69-79
• 4.4.1 軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速69
• 4.4.2 軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)阻尼69-73
• 4.4.3 設(shè)計(jì)狀態(tài)箔片軸承的穩(wěn)定性分析73-77
• 4.4.4 軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)失穩(wěn)轉(zhuǎn)速的影響77-79
• 4.5 本章小結(jié)79-80
• 第5章 箔片軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定性試驗(yàn)研究80-94
• 5.1 引言80
• 5.2 試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)80-85
• 5.2.1 軸承的設(shè)計(jì)與加工80-84
• 5.2.2 試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)84-85
• 5.2.3 試驗(yàn)內(nèi)容85
• 5.3 測(cè)量原理及試驗(yàn)結(jié)果85-86
• 5.4 試驗(yàn)與仿真結(jié)果對(duì)比分析86-92
• 5.5 本章小結(jié)92-94
• 結(jié)論94-95
• 參考文獻(xiàn)95-99
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果99-101
• 致謝101

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