静压止推气体轴承性能分析

发布时间：2022-02-09 22:41

　　本文主要研究静压止推气体轴承的几何参数对其静态和动态性能的影响。利用商用计算流体力学软件FLUENT对轴承的气膜流场进行数值仿真,计算轴承在不同几何参数下的承载能力、气体流量和动态响应指标,分析轴承几何参数对其性能的影响,从而实现静压止推气体轴承的优化设计。本文首先建立静压止推气体轴承的数学模型,应用差分法求解雷诺方程计算轴承的静态性能;采用FLUENT软件包的前处理软件GAMBIT建立不同几何尺寸的静压止推气体轴承的气膜模型,利用FLUENT求解器仿真气膜的流场,获取静压止推气体轴承的静态性能参数:轴承的承载能力、气体流量、静态刚度。分析轴承的几何参数对其静态性能参数的影响。在轴承的静态性分析基础上,利用FLUENT软件的动网格功能,计算轴承的动态性能。设计用户自定义函数（UDF）,定义阶跃信号输入给轴承的气浮块,仿真分析轴承止推板的运动输出。获取轴承动态性能指标:上升时间、峰值时间、最大超调量和调整时间;分析轴承几何参数对其动态性能影响。通过MATLAB软件的系统辨识工具,根据轴承的阶跃响应辨识出轴承等效弹簧阻尼模型的弹性系数和阻尼系数。设计静压止推气体轴承的实验测试平台,用以验证... 

【文章来源】：上海交通大学上海市211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

差分法计算的网格划分

计算实例：轴承的边长 a=50mm，4 个固有孔节流供气配置，孔径 d=0.5mm。设润滑气体为常温空气，供气压力 0.3sP = Mpa，动力粘度10 2μ1.833 10 kgs /cm = × ，绝热指数 κ = 1.4，密度16 3ρ1.226 10 kg /cm = × ，气体常数 R=29.27m/K，常温 T=288K，喷嘴流量系数0c = 0.85。取 x、y 方向的网格划分数 M=N=40，取4σ10 = ，误差流量 ε =5%计算结果：

计算实例：轴承的边长 a=50mm，4 个固有孔节流供气配置，孔径 d=0.5mm。设润滑气体为常温空气，供气压力 0.3sP = Mpa，动力粘度10 2μ1.833 10 kgs /cm = × ，绝热指数 κ = 1.4，密度16 3ρ1.226 10 kg /cm = × ，气体常数 R=29.27m/K，常温 T=288K，喷嘴流量系数0c = 0.85。取 x、y 方向的网格划分数 M=N=40，取4σ10 = ，误差流量 ε =5%计算结果：

【参考文献】：
期刊论文
[1]圆盘止推静压气体轴承亚音速流场的简化计算[J]. 马文琦,郭良斌,王祖温.  润滑与密封. 2007(04)
[2]基于FLUENT软件的多孔质静压轴承静态特性的仿真与实验研究[J]. 孙雅洲,卢泽生,饶河清.  机床与液压. 2007(03)
[3]FLUENT软件在空气轴承研究领域的应用[J]. 龙威,李军,包钢.  机床与液压. 2006(06)
[4]MATLAB环境下的系统辨识仿真工具箱[J]. 倪博溢,萧德云.  系统仿真学报. 2006(06)
[5]静压气体轴承静态特性的理论研究综述[J]. 郭良斌.  武汉科技大学学报(自然科学版). 2006(01)
[6]静压空气轴承的动刚度和阻尼分析[J]. 边新孝,李谋渭.  轴承. 2004(12)
[7]圆盘多供气孔气体静压止推轴承的有限元分析[J]. 包钢,樊蕾,李军,王祖温.  机床与液压. 2003(02)



本文编号：3617769