基于CFD的滑动轴承动力特性系数识别方法研究
发布时间：2022-04-16 08:48
随看旋转机械的大型化、高速化和大容量化,转子-轴承系统出现的振动故障越来越多,越来越复杂,因此滑动轴承是旋转机械保持优良动力学品质的焦点。在转子-轴承系统的动力学研究中,对滑动轴承油膜动力特性系数的研究必不可少。本文研究了一种基于异频涡动的滑动轴承动力特性系数识别方法,建立了轴颈在静平衡位置扰动和油膜力之间的复变函数关系,基于x和y向等幅异频扰动法,利用FFT获取油膜力频谱特性,该方法只需通过一次扰动计算即可识别出8个动力特性系数。首先,通过短圆瓦实例对识别方法的适用性和准确性进行验证,确定了识别方法的准确性。然后,基于两相流模型,建立滑动轴承三维计算模型。利用CFD技术计算轴承的静特性,对该模型划分四套不同的网格进行网格无关性验证。同时,使用有限差分法、Dyrobes和短轴承模型计算相同参数的滑动轴承,与CFD计算结果对比,验证了 CFD计算结果的准确有效性。最后在考虑气穴效应和静平衡位置的基础上,利用简谐激励原理和CFD动网格技术求解出x、y方向等幅不同频微小扰动下油膜力频域变化,继续用动力特性系数识别方法一次性识别出8个动力特性系数。然后,改变扰动条件,分析扰动频率和扰动幅值对动...
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究的背景及意义
1.2 国内外研究现状综述
1.2.1 滑动轴承的结构分类
1.2.2 滑动轴承的气穴研究
1.2.3 滑动轴承油膜力研究
1.2.4 滑动轴承动力特性研究
1.3 本文主要研究内容
第2章 基于异频涡动的滑动轴承动力特性系数识别方法
2.1 引言
2.2 滑动轴承动力特性系数识别方法
2.3 短圆瓦轴承实例验证
2.3.1 短圆瓦轴承非线性油膜力及动力特性系数模型
2.3.2 短圆瓦轴承动力特性系数识别算例
2.4 扰动幅值和扰动频率对识别精度的影响
2.5 本章小结
第3章 滑动轴承流场计算模型的建立
3.1 引言
3.2 控制方程
3.2.1 质量守恒方程
3.2.2 动量守恒方程
3.2.3 能量守恒方程
3.2.4 通用控制方程
3.2.5 其他控制方程
3.3 两相流模型
3.3.1 滑动轴承负压区油膜分布特征
3.3.2 两相流模型
3.3.3 空化模型
3.4 控制方程离散
3.5 流场计算模型的建立
3.5.1 构造几何模型
3.5.2 滑动轴承模型的网格划分
3.6 网格无关性验证和计算有效性验证
3.6.1 网格无关性验证
3.6.2 计算有效性验证
3.7 本章小结
第4章 滑动轴承流场分析
4.1 滑动轴承静平衡位置的计算
4.1.1 理论模型静平衡位置
4.1.2 CFD计算静平衡位置
4.2 转速对滑动轴承流场的影响
4.3 进油压力对滑动轴承流场的影响
4.3.1 流场分析
4.3.2 轴承流体回流的影响因素
4.4 本章小结
第5章 基于CFD技术的滑动轴承动力特性系数求解
5.1 轴承动力特性系数计算原理
5.2 轴承动力特性系数计算
5.3 扰动频率对动力特性系数的影响
5.4 扰动幅值对动力特性系数的影响
5.5 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 论文不足之处
6.3 展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑进油孔有限长滑动轴承油膜力的近似解析解[J]. 黑棣,郑美茹. 机电工程. 2016(11)
[2]有限长滑动轴承非线性油膜力的近似解法[J]. 张永芳,黑棣,何介夫,路遵友,吕延军. 摩擦学学报. 2016(04)
[3]滑动轴承转子结构参数对油膜力的影响[J]. 杨成,徐武彬,李冰,袁雪鹏. 机械设计与制造. 2015(09)
[4]椭圆轴承与圆轴承动力特性CFD数值分析[J]. 孙丹,王双,王克明,艾延廷,刘宁宁. 噪声与振动控制. 2015(04)
[5]滑动轴承动力特性的数值计算方法[J]. 李强,许伟伟,王振波,金有海,郑水英. 中国石油大学学报(自然科学版). 2014(05)
[6]气穴对滑动轴承摩擦学性能影响的CFD分析[J]. 孟凡明,隆涛,高贵响,陈志伟. 重庆大学学报. 2013(07)
[7]基于动网格模型的液体动静压轴承刚度阻尼计算方法[J]. 熊万里,侯志泉,吕浪,阳雪兵,袁巨龙. 机械工程学报. 2012(23)
[8]浮环轴承轴颈与浮环同步进动之油膜特性研究[J]. 王鸷,任兴民,康召辉,邓旺群. 机械科学与技术. 2011(02)
[9]计入气穴影响的径推联合动静压浮环轴承稳定性研究[J]. 郭红,来新民,岑少起. 润滑与密封. 2009(09)
[10]气穴现象对动静压浮环径向轴承压力场的影响研究[J]. 熊滨生,郭红,胡松峰. 润滑与密封. 2007(09)
本文编号：3645963
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究的背景及意义
1.2 国内外研究现状综述
1.2.1 滑动轴承的结构分类
1.2.2 滑动轴承的气穴研究
1.2.3 滑动轴承油膜力研究
1.2.4 滑动轴承动力特性研究
1.3 本文主要研究内容
第2章 基于异频涡动的滑动轴承动力特性系数识别方法
2.1 引言
2.2 滑动轴承动力特性系数识别方法
2.3 短圆瓦轴承实例验证
2.3.1 短圆瓦轴承非线性油膜力及动力特性系数模型
2.3.2 短圆瓦轴承动力特性系数识别算例
2.4 扰动幅值和扰动频率对识别精度的影响
2.5 本章小结
第3章 滑动轴承流场计算模型的建立
3.1 引言
3.2 控制方程
3.2.1 质量守恒方程
3.2.2 动量守恒方程
3.2.3 能量守恒方程
3.2.4 通用控制方程
3.2.5 其他控制方程
3.3 两相流模型
3.3.1 滑动轴承负压区油膜分布特征
3.3.2 两相流模型
3.3.3 空化模型
3.4 控制方程离散
3.5 流场计算模型的建立
3.5.1 构造几何模型
3.5.2 滑动轴承模型的网格划分
3.6 网格无关性验证和计算有效性验证
3.6.1 网格无关性验证
3.6.2 计算有效性验证
3.7 本章小结
第4章 滑动轴承流场分析
4.1 滑动轴承静平衡位置的计算
4.1.1 理论模型静平衡位置
4.1.2 CFD计算静平衡位置
4.2 转速对滑动轴承流场的影响
4.3 进油压力对滑动轴承流场的影响
4.3.1 流场分析
4.3.2 轴承流体回流的影响因素
4.4 本章小结
第5章 基于CFD技术的滑动轴承动力特性系数求解
5.1 轴承动力特性系数计算原理
5.2 轴承动力特性系数计算
5.3 扰动频率对动力特性系数的影响
5.4 扰动幅值对动力特性系数的影响
5.5 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 论文不足之处
6.3 展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑进油孔有限长滑动轴承油膜力的近似解析解[J]. 黑棣,郑美茹. 机电工程. 2016(11)
[2]有限长滑动轴承非线性油膜力的近似解法[J]. 张永芳,黑棣,何介夫,路遵友,吕延军. 摩擦学学报. 2016(04)
[3]滑动轴承转子结构参数对油膜力的影响[J]. 杨成,徐武彬,李冰,袁雪鹏. 机械设计与制造. 2015(09)
[4]椭圆轴承与圆轴承动力特性CFD数值分析[J]. 孙丹,王双,王克明,艾延廷,刘宁宁. 噪声与振动控制. 2015(04)
[5]滑动轴承动力特性的数值计算方法[J]. 李强,许伟伟,王振波,金有海,郑水英. 中国石油大学学报(自然科学版). 2014(05)
[6]气穴对滑动轴承摩擦学性能影响的CFD分析[J]. 孟凡明,隆涛,高贵响,陈志伟. 重庆大学学报. 2013(07)
[7]基于动网格模型的液体动静压轴承刚度阻尼计算方法[J]. 熊万里,侯志泉,吕浪,阳雪兵,袁巨龙. 机械工程学报. 2012(23)
[8]浮环轴承轴颈与浮环同步进动之油膜特性研究[J]. 王鸷,任兴民,康召辉,邓旺群. 机械科学与技术. 2011(02)
[9]计入气穴影响的径推联合动静压浮环轴承稳定性研究[J]. 郭红,来新民,岑少起. 润滑与密封. 2009(09)
[10]气穴现象对动静压浮环径向轴承压力场的影响研究[J]. 熊滨生,郭红,胡松峰. 润滑与密封. 2007(09)
本文编号：3645963
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