动压气体轴承静、动态特性的研究

发布时间：2020-07-17 12:12

【摘要】： 气体轴承的静、动态特性以及气体轴承作为支承部件的转子系统动力学特性的研究,对旋转机械的设计具有重要的理论意义。本文对动压气体轴承静、动态特性及动压气体轴承-转子系统的动力学行为进行了研究。本文的主要研究内容为： (1)从可压缩流体Reynolds方程的一般形式和气体状态方程出发,得到了等温条件下动压气体润滑Reynolds方程的基本形式。运用有限差分法,计算了圆柱型及轴向槽动压气体轴承的压力分布、承载力和偏位角等静态特性。分析了轴承数、偏心率和宽径比等轴承参数对动压气体轴承静态特性的影响。运用压力摄动法和线性化PH法求解了圆柱型动压气体轴承的压力分布,并与有限差分法计算的结果进行了比较。 (2)建立了与时间相关的非线性动压气体轴承的压力分布模型。通过数学变换,运用有限差分法得到了动压气体润滑动态Reynolds方程的有限差分形式,结合逐次超松弛迭代法求解了圆柱型及轴向槽动压气体轴承的非线性气膜力。 (3)建立了动压气体轴承-转子系统的动力学模型。利用有限差分法和逐次超松弛迭代法,运用轨迹图、Poincare映射图、时间历程图、频谱图和分岔图等,研究了有限宽轴承支承的Jeffcott转子模型的不平衡响应及分岔规律。数值计算结果表明,非线性气膜力对轴承-转子系统的稳定性具有重要的影响。 (4)将动态偏心率和动态偏位角表示成含有周期性扰动的复数形式,推导了在复平面内动态气膜压力和动态气膜厚度表达式。计算了动压气体轴承的动态刚度和动态阻尼系数,并对动压气体轴承-转子系统的稳定性进行了分析。本文的研究成果可为可倾瓦动压气体轴承和弹性箔片动压气体轴承的动力学设计提供理论技术参考,且对实际气体轴承-转子系统的设计及稳定性的分析具有积极的指导意义。
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH133.37

【引证文献】