基于边界元法的流体动力润滑推力轴承静、动特性研究

发布时间：2017-09-27 19:16

  本文关键词：基于边界元法的流体动力润滑推力轴承静、动特性研究

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【摘要】：一般的转子-滑动轴承系统,特别是齿轮耦合轴系,通常都装配有不止一个推力轴承,其工作性能的优劣将直接影响到系统的正常运行和工作寿命。本文以流体动力润滑斜-平面固定瓦推力轴承为研究对象,利用混合单元边界元法求解雷诺方程及其静、动特性,研究了多种结构参数和工况参数对其工作性能的影响,设计了一套推力轴承特性分析计算软件,并建立了该种推力轴承的静、动特性数据库。具体如下:(1)给出了流体动力润滑斜-平面固定瓦推力轴承的雷诺方程、膜厚方程、边界条件等数学模型,建立了该种推力轴承的转子静、动特性系数模型,并详细研究了混合单元边界元法求解它们的过程。(2)详细研究了该种推力轴承的结构参数(P?线位置、轴瓦张角和倾角)和工况参数(载荷和转速)对它的静、动特性的影响,并得到了一些有用的结论。(3)利用MFC并集成My SQL数据库系统开发了一个具有批量计算能力的推力轴承特性分析软件,并利用它建立了该种推力轴承转子静、动特性系数数据库,这可以大幅度地提高该种推力轴承的设计效率。研究表明,当P?线位于轴瓦出油口处时可以取得较大的承载力和功耗系数,这时其它运行参数对推力轴承的性能有不同程度的影响。
【关键词】：推力轴承 边界元法 混合单元 静动特性 润滑性能 数据库
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH117.2;TH133.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 符号说明7-15
• 1 绪论15-20
• 1.1 课题来源15
• 1.2 研究背景及意义15
• 1.3 流体动压推力轴承的类型和国内外研究现状15-17
• 1.3.1 流体动压推力轴承的结构型式15-16
• 1.3.2 流体动压推力轴承的国内外研究现状16-17
• 1.4 边界元法概述17-18
• 1.5 边界元法在动压滑动轴承研究中的应用18-19
• 1.6 本文研究的主要内容与章节安排19-20
• 2 流体动力润滑推力轴承的数学模型及边界元解法20-32
• 2.1 推力轴承的数学模型20-22
• 2.1.1 雷诺方程20-21
• 2.1.2 流体膜厚方程21-22
• 2.2 雷诺方程的边界元解法22-31
• 2.2.1 雷诺方程变换为类泊松方程22
• 2.2.2 类泊松方程的边界积分方程22-24
• 2.2.3 边界积分方程代数方程组的建立24-26
• 2.2.4 单元积分计算26-27
• 2.2.5 油膜压力求解27-28
• 2.2.6 计算流程28-31
• 2.3 本章小结31-32
• 3 推力轴承静特性研究32-48
• 3.1 推力轴承的静特性33-34
• 3.1.1 有量纲形式33
• 3.1.2 无量纲形式33-34
• 3.2 推力轴承静特性分析34-37
• 3.2.1 无量纲承载力34-35
• 3.2.2 功耗系数35-36
• 3.2.3 无量纲进油口流量36
• 3.2.4 无量纲压力中心位置36-37
• 3.2.5 优选参数37
• 3.3 推力轴承润滑性能分析37-47
• 3.3.1 计算流程37-39
• 3.3.2 油膜性能分布39-40
• 3.3.2.1 油膜厚度分布39
• 3.3.2.2 油膜压力分布39-40
• 3.3.3 推力轴承结构参数对润滑性能的影响40-44
• 3.3.3.1 最小油膜厚度40-41
• 3.3.3.2 最大油膜压力41
• 3.3.3.3 摩擦功耗41-42
• 3.3.3.4 压力中心位置42-43
• 3.3.3.5 进油口流量43-44
• 3.3.4 工作参数对推力轴承润滑性能的影响44-47
• 3.3.4.1 最小油膜厚度44
• 3.3.4.2 最大油膜压力44-45
• 3.3.4.3 摩擦功耗45
• 3.3.4.4 压力中心位置45-46
• 3.3.4.5 进油口流量46-47
• 3.4 本章小结47-48
• 4 推力轴承动特性研究48-58
• 4.1 轴向扰动下的动特性48-52
• 4.1.1 斜-平面固定瓦推力轴承轴向动特性系数48-50
• 4.1.2 不同参数下的斜-平面固定瓦推力轴承轴向动特性系数50-52
• 4.1.2.1 轴承轴向载荷的影响50
• 4.1.2.2 转速的影响50-51
• 4.1.2.3 斜面张角的影响51-52
• 4.1.2.4 斜面倾角的影响52
• 4.2 横向扰动下的耦合动特性系数52-57
• 4.2.1 斜-平面固定瓦推力轴承横向耦合动特性系数52-54
• 4.2.1.1 由位移扰动产生的动态油膜力和力矩52-53
• 4.2.1.2 由速度扰动产生的动态油膜力和力矩53-54
• 4.2.2 不同参数下的斜-平面固定瓦推力轴承横向动特性系数54-57
• 4.2.2.1 轴承轴向载荷的影响54-55
• 4.2.2.2 转速的影响55-56
• 4.2.2.3 斜面张角的影响56
• 4.2.2.4 斜面倾角的影响56-57
• 4.3 本章小结57-58
• 5 推力轴承动特性数据库建设及应用58-68
• 5.1 MySQL数据库简介58-59
• 5.2 MFC简介59
• 5.3 软件功能介绍59-63
• 5.4 软件的实现方法63-66
• 5.5 应用举例66-67
• 5.6 本章小结67-68
• 6 总结与展望68-70
• 6.1 本文主要工作内容总结68
• 6.2 展望68-70
• 参考文献70-73
• 致谢73-74
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果74

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