反作用飞轮用滚动轴承的动态特性分析
发布时间：2021-09-04 15:06
随着现代科学技术的飞速发展,航空航天技术近年来已取得了长足的进步,取得了一系列的成果。但随着航空航天技术的发展,航天器的机构日益复杂,同时也显露出新的瓶颈问题。半个世纪以来,航天器的寿命受到极大关注。随着我国卫星在轨数量的不断增多和空间攻防技术的持续深入,空间飞行器对高精度稳定控制、长寿命可靠服役、大角度快速机动的需求日益强烈,如何改善航天器在轨道上的寿命成为一个新问题。其中,卫星的调姿方式也是限制航天器寿命的主要因素。以往的喷气调姿虽然简单有效,但因携带气体有限,一旦耗尽,调姿将不可实现。目前广泛使用的动量轮调姿即可解决该问题,但其结构复杂,而且其中的轴承寿命成为限制动量轮使用的关键。本文以反作用飞轮用轴承为研究对象,建立球轴承动力学模型,启动加速度模型和ADAMS仿真模型。从轴承的受力状态、保持架的打滑以及保持架的稳定性等方面来研究轴承的动态特性,通过对动态特性的研究,为反作用飞轮用轴承的使用及轴承参数的优化设计提供了指导。本文建立了基于外圈旋转的轴承拟动力学模型。利用MATLAB进行编程求解动力学方程,进而得到轴承滚动体与套圈之间的接触角、油膜厚度、接触应力等。同时,本文研究了轴...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
动量轮结构示意图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文稳定运行的失效[22]。所以对轴承的瞬态分析究主轴的瞬态动力学时，将支撑主轴的轴承系统，如图 1-4 所示。朱向哲[24,25]利用有限元速和启动过程瞬态不平衡响应，分析了启动过高速运转过程中圆柱滚子轴承各部件之间接运动的瞬态计算模型的建立，比较了DPM（多del）和VOF（目标流体的体积与网格体积的比值厚度和滑油体积分数的计算结果。周建军[28粘温效应，通过有限差分法求解了轴承的广义以及运动方程，计算得到了轴承的瞬态特性
当轴承在承受瞬间的动载荷时，比如阶跃或脉冲载荷下，轴承的轴心会发生突变，影响到轴承的润滑状态，进而影响轴承的正常运转。魏正英[36]分析了某超高速主轴的环槽阶梯滑动轴承系统在外界载荷不断变化下的瞬态响应。宋卫国[35]通过轴承运动方程和动态油膜计算公式的推导，分析了当轴承在承受一阶跃载荷时，其动态特性，比如压力分布，振动形式等，的变化情况。彭龙龙[22]等研究了径向轴承在油水两相润滑的条件下，初始载荷和突变载荷对轴承瞬态响应的影响。朱向哲[25]分析了转子-轴承系统临界转速和启动过程瞬态不平衡响应，分析了启动过程对转子振动的影响。Fleming D P[37]等人研究了轴承刚度的非线性在转子动力学特性中的影响。Sharma S C[38]等人研究了混合轴承的表面粗糙度取向模式对非线性瞬态响应的影响。通过临界速度和临界质量来判定稳定裕度，通过轴心轨迹来判定稳定性。Liew A[39]等人通过离心力、角接触和轴向动力学的影响，建立了 5 自由度的瞬态转子动力学模型，如图 1-5 所示，并进行了 5 自由度下是否考虑惯性力对水平位移、位移轨迹、力轨迹的瞬时相应；不同预载荷下（19.5N,100N）内外环垂直位移、位移轨迹、力轨迹的瞬时响应等试验。
【参考文献】：
期刊论文
[1]润滑油水污染对轧机油膜轴承瞬态热弹流润滑的影响[J]. 王涛,王优强,王建,范晓梦. 润滑与密封. 2016(09)
[2]基于DPM与VOF方法轴承腔内滑油瞬态特性对比[J]. 任国哲,刘振侠,赵静宇,吕亚国,朱鹏飞. 航空计算技术. 2016(01)
[3]初始条件与突变载荷对径向滑动轴承瞬态润滑性能的影响[J]. 彭龙龙,汪久根,洪玉芳,彭娟娟. 润滑与密封. 2015(07)
[4]球轴承启停过程的瞬态热混合润滑分析[J]. 卢宪玖,王优强,刘昺丽,律辉. 摩擦学学报. 2015(01)
[5]空间臂式补偿机构轴承预紧力与系统刚度关系分析[J]. 王智,郭万存. 中国光学. 2014(06)
[6]环槽阶梯轴承系统瞬态响应分析研究[J]. 魏正英,王宁,林起崟,陈渭. 华中科技大学学报(自然科学版). 2013(12)
[7]微型反作用飞轮技术[J]. 姜宁翔,许辰,孙丹,刘胜忠. 上海航天. 2013(04)
[8]阶跃载荷作用下滑动轴承的瞬态特性[J]. 宋卫国,马金奎,路长厚. 济南大学学报(自然科学版). 2011(04)
[9]角接触球轴承摩擦力矩特性研究[J]. 邓四二,李兴林,汪久根,滕弘飞. 机械工程学报. 2011(05)
[10]铝锭堆垛机翻转装置主轴的瞬态动力学分析[J]. 张伟华. 科学技术与工程. 2011(02)
博士论文
[1]高速大功率密度齿轮传动系统动态特性及阻尼环减振研究[D]. 冯海生.哈尔滨工业大学 2015
[2]航空发动机高速滚动轴承动力学行为研究[D]. 叶振环.哈尔滨工业大学 2013
[3]高速滚动轴承动力学分析模型与保持架动态性能研究[D]. 刘秀海.大连理工大学 2011
[4]航空发动机高速滚动轴承及转子系统的动态性能研究[D]. 崔立.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]高速动车组轴箱轴承瞬态温度测试用薄膜传感器的研制[D]. 邢磊.大连交通大学 2014
[2]动量轮轴承磨损寿命研究[D]. 刘良勇.河南科技大学 2011
本文编号：3383493
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
动量轮结构示意图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文稳定运行的失效[22]。所以对轴承的瞬态分析究主轴的瞬态动力学时，将支撑主轴的轴承系统，如图 1-4 所示。朱向哲[24,25]利用有限元速和启动过程瞬态不平衡响应，分析了启动过高速运转过程中圆柱滚子轴承各部件之间接运动的瞬态计算模型的建立，比较了DPM（多del）和VOF（目标流体的体积与网格体积的比值厚度和滑油体积分数的计算结果。周建军[28粘温效应，通过有限差分法求解了轴承的广义以及运动方程，计算得到了轴承的瞬态特性
当轴承在承受瞬间的动载荷时，比如阶跃或脉冲载荷下，轴承的轴心会发生突变，影响到轴承的润滑状态，进而影响轴承的正常运转。魏正英[36]分析了某超高速主轴的环槽阶梯滑动轴承系统在外界载荷不断变化下的瞬态响应。宋卫国[35]通过轴承运动方程和动态油膜计算公式的推导，分析了当轴承在承受一阶跃载荷时，其动态特性，比如压力分布，振动形式等，的变化情况。彭龙龙[22]等研究了径向轴承在油水两相润滑的条件下，初始载荷和突变载荷对轴承瞬态响应的影响。朱向哲[25]分析了转子-轴承系统临界转速和启动过程瞬态不平衡响应，分析了启动过程对转子振动的影响。Fleming D P[37]等人研究了轴承刚度的非线性在转子动力学特性中的影响。Sharma S C[38]等人研究了混合轴承的表面粗糙度取向模式对非线性瞬态响应的影响。通过临界速度和临界质量来判定稳定裕度，通过轴心轨迹来判定稳定性。Liew A[39]等人通过离心力、角接触和轴向动力学的影响，建立了 5 自由度的瞬态转子动力学模型，如图 1-5 所示，并进行了 5 自由度下是否考虑惯性力对水平位移、位移轨迹、力轨迹的瞬时相应；不同预载荷下（19.5N,100N）内外环垂直位移、位移轨迹、力轨迹的瞬时响应等试验。
【参考文献】：
期刊论文
[1]润滑油水污染对轧机油膜轴承瞬态热弹流润滑的影响[J]. 王涛,王优强,王建,范晓梦. 润滑与密封. 2016(09)
[2]基于DPM与VOF方法轴承腔内滑油瞬态特性对比[J]. 任国哲,刘振侠,赵静宇,吕亚国,朱鹏飞. 航空计算技术. 2016(01)
[3]初始条件与突变载荷对径向滑动轴承瞬态润滑性能的影响[J]. 彭龙龙,汪久根,洪玉芳,彭娟娟. 润滑与密封. 2015(07)
[4]球轴承启停过程的瞬态热混合润滑分析[J]. 卢宪玖,王优强,刘昺丽,律辉. 摩擦学学报. 2015(01)
[5]空间臂式补偿机构轴承预紧力与系统刚度关系分析[J]. 王智,郭万存. 中国光学. 2014(06)
[6]环槽阶梯轴承系统瞬态响应分析研究[J]. 魏正英,王宁,林起崟,陈渭. 华中科技大学学报(自然科学版). 2013(12)
[7]微型反作用飞轮技术[J]. 姜宁翔,许辰,孙丹,刘胜忠. 上海航天. 2013(04)
[8]阶跃载荷作用下滑动轴承的瞬态特性[J]. 宋卫国,马金奎,路长厚. 济南大学学报(自然科学版). 2011(04)
[9]角接触球轴承摩擦力矩特性研究[J]. 邓四二,李兴林,汪久根,滕弘飞. 机械工程学报. 2011(05)
[10]铝锭堆垛机翻转装置主轴的瞬态动力学分析[J]. 张伟华. 科学技术与工程. 2011(02)
博士论文
[1]高速大功率密度齿轮传动系统动态特性及阻尼环减振研究[D]. 冯海生.哈尔滨工业大学 2015
[2]航空发动机高速滚动轴承动力学行为研究[D]. 叶振环.哈尔滨工业大学 2013
[3]高速滚动轴承动力学分析模型与保持架动态性能研究[D]. 刘秀海.大连理工大学 2011
[4]航空发动机高速滚动轴承及转子系统的动态性能研究[D]. 崔立.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]高速动车组轴箱轴承瞬态温度测试用薄膜传感器的研制[D]. 邢磊.大连交通大学 2014
[2]动量轮轴承磨损寿命研究[D]. 刘良勇.河南科技大学 2011
本文编号：3383493
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