固定瓦-可倾瓦气体轴承动力学特性及主动控制研究

发布时间：2024-01-27 07:24

　　气体轴承具有摩擦阻力小、无污染、寿命长及适用温度范围大的特点,在交通运输装备、航空航海装备和医疗装备等领域有着广阔的应用。本文以固定瓦-可倾瓦气体轴承-转子系统为研究对象,围绕轴承的静、动态特性,转子系统的动力学行为及主动润滑控制等展开研究,为固定瓦-可倾瓦气体轴承-转子系统的动力学设计和安全稳定服役提供理论依据和技术支持。主要研究内容如下:1、针对固定瓦-可倾瓦气体轴承,基于Reynolds方程构建了轴承的流体动压润滑模型,通过有限差分法计算润滑模型,得到了气体轴承的承载力和最小气膜厚度。在此基础上,研究了轴承承载力、最小气膜厚度随结构参数的变化规律。2、基于固定瓦-可倾瓦气体轴承的动态Reynolds方程,运用偏导数法求解了轴颈扰动及轴颈和轴瓦同频扰动时轴承动态特性系数,研究了偏心率、宽径比、扰动频率、预负荷系数等结构参数对气体轴承动态特性的影响规律。3、构建了固定瓦-可倾瓦气体轴承支承的转子系统的动力学模型,在求解转子系统动力学模型的基础上,运用轴颈中心运动轨迹、庞加莱映射及时间历程等研究了系统的动力学行为。4、基于压电作动器驱动原理,构建了压电作动器的控制模型,给出了固定瓦-可...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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1 绪论
    1.1 本文研究的意义及目的
    1.2 国内外研究现状概述
        1.2.1 固定瓦-可倾瓦气体轴承的研究现状
        1.2.2 轴承-转子系统振动控制研究现状
    1.3 本文主要内容
2 固定瓦-可倾瓦气体轴承静态特性研究
    2.1 引言
    2.2 轴承数学模型
        2.2.1 气体状态方程
        2.2.2 气体润滑Reynolds方程的无量纲形式
    2.3 轴承坐标系中的气膜厚度表达式
    2.4 未考虑转动惯量时轴承气膜力的求解
        2.4.1 瓦块气膜力计算
        2.4.2 轴承气膜力的组装及承载力计算
    2.5 考虑转动惯量时轴承气膜力的求解
    2.6 数值算例分析
    2.7 本章小结
3 固定瓦-可倾瓦气体的动态特性研究
    3.1 引言
    3.2 轴颈扰动时气体轴承线性动态特性系数
        3.2.1 轴颈扰动方程
        3.2.2 动压气体轴承的动态Reynolds方程
        3.2.3 动态特性系数的计算
        3.2.4 数值算例分析
    3.3 轴瓦扰动时气体轴承折合动态特性系数
        3.3.1 计算方法
        3.3.2 数值算例分析
    3.4 本章小结
4 固定瓦-可倾瓦气体轴承-转子系统动力学行为分析
    4.1 引言
    4.2 轴承-转子系统动力学方程
    4.3 转子系统动力学方程计算
    4.4 数值算例分析
        4.4.1 未考虑转动惯量时,转子系统动力学行为分析
        4.4.2 未考虑和考虑转动惯量时,转子系统动力学行为对比分析
    4.5 本章小结
5 固定瓦-可倾瓦气体轴承主动控制系统建模与分析
    5.1 引言
    5.2 主动控制系统
        5.2.1 压电作动器主动控制模型
        5.2.2 主动润滑轴承气膜力计算
        5.2.3 压电作动器控制系统
        5.2.4 控制器的设计
    5.3 轴承-转子系统控制的求解过程
    5.4 控制结果及分析
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 全文结论
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果



本文编号：3886557