多孔质气体静压轴承材料渗透系数及变形特性研究

发布时间：2021-03-10 04:44

　　气体静压轴承与传统的机械接触式轴承相比具有高精度、低振动、无污染及长寿命等优点,因而广泛应用于超精密加工、精密测量领域。作为气体静压轴承中的新型轴承,多孔质轴承节流器材料表面有成千上万个微小节流孔,使其在保证高刚度、高承载的同时还具有较高的稳定性,被视为极具应用前景的气体静压轴承。然而到目前为止对多孔质节流器材料研究较少,且多孔材料参数对多孔质轴承的作用规律也不够明确,限制了多孔质轴承的发展。本文以多孔质材料为研究对象,首先研究了材料渗透系数理论求解方法,基于材料内流动理论优化了渗透系数实验测量方法,最后分析了材料变形对轴承的作用规律。论文主要工作概括如下:（1）建立了基于分形理论的渗透系数理论模型。分析了图像处理对分形维数的影响,并给出了图像大小和倍数的选取建议。提出了孔径大小、迂曲度及材料均匀度的计算方法,最后基于分形理论建立了渗透系数与分形维数、孔径大小及迂曲度的数学模型,并对4种不同材料渗透系数进行了计算。（2）研究了多孔材料渗透系数实验计算方法。基于多孔材料粘性流动和惯性流动方程,分析了材料内部的流动状态,提出了材料内流动状态的判别方法。最后改进了实验计算材料渗透系数的方法,... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景与意义
    1.2 多孔质轴承国内外研究现状
        1.2.1 多孔质轴承流场理论研究
        1.2.2 多孔质轴承渗透系数研究
        1.2.3 多孔质轴承变形研究
    1.3 论文研究的主要内容及技术路线
    1.4 本章小结
第二章 基于分形理论的渗透系数理论计算
    2.1 分形维数的计算方法
        2.1.1 分形的定义
        2.1.2 计盒维数法
        2.1.3 分形维数的计算流程
        2.1.4 分形维数的影响因素分析
    2.2 多孔材料孔径及迂曲度计算方法
        2.2.1 迂曲度的计算
        2.2.2 孔隙大小及分布
    2.3 材料渗透系数的理论推导
        2.3.1 可压缩Darcy定律基本理论
        2.3.2 渗透系数的理论计算公式
    2.4 本章小结
第三章 基于内流动理论的渗透系数实验研究
    3.1 多孔材料内流动理论模型
        3.1.1 粘性流动理论模型
        3.1.2 惯性流动理论模型
    3.2 多孔材料内流动判定方法
        3.2.1 材料粘性流动判定
        3.2.2 材料惯性流动判定
    3.3 多孔材料渗透系数的实验研究
        3.3.1 渗透系数测量平台的搭建
        3.3.2 渗透系数实验测试结果对比分析
    3.4 渗透系数理论计算与实验测试的对比
    3.5 本章小结
第四章 多孔质气体静压轴承材料变形特性研究
    4.1 流固耦合模型的建立
        4.1.1 流固耦合计算的数学模型
        4.1.2 流固耦合的求解方法
    4.2 多孔质气体静压轴承的仿真计算模型
        4.2.1 多孔质轴承的物理结构
        4.2.2 多孔质轴承的仿真流程
    4.3 多孔材料变形及轴承静态特性分析
        4.3.1 供气压力对材料变形及静态特性的影响
        4.3.2 材料厚度对材料变形及静态特性的影响
        4.3.3 杨氏模量对材料变形及静态特性的影响
    4.4 双层多孔材料的数值模拟
        4.4.1 仿真模型建立及仿真参数设置
        4.4.2 材料厚度对双层多孔材料变形及静态特性的影响
        4.4.3 供气压力对双层多孔材料变形及静态特性的影响
    4.5 多孔质气体静压轴承静态性能实验验证
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
硕士期间参与的科研项目



本文编号：3074073