多孔质气体静压轴承高置信度数值模拟方法研究

发布时间：2021-08-05 12:20

　　气体静压轴承是超精密机床中重要的核心部件,因其具有高精度、极小摩擦损耗、高速度等优点而被广泛使用。利用多孔材料制成的气体静压轴承比其他类型的气体静压轴承拥有更高的承载力与刚度,因此多孔质气体静压轴承受到越来越多的关注。数值仿真方法是多孔质气体静压轴承研究的重要计算工具,但是如何提高数值计算的置信度,缩小轴承仿真结果与实际运行性能的差距是发展新型多孔质气体静压轴承亟待解决的问题。针对这一问题,本文首先分析了多孔质气体静压轴承不同内流场计算模型,之后讨论了轴承多源制造误差对轴承静态特性的影响规律,最后建立了多孔质气体静压轴承改善的回转误差动态计算模型。为多孔质气体静压轴承性能分析提供了可信的仿真计算模型。论文主要研究内容如下:（1）研究了多孔质气体静压轴承不同内流场计算模型。利用流体动力学计算软件（CFD）,建立了多孔质气体静压轴承的数值求解模型,基于内流场理论,提出了多孔质轴承湍流流动模型以及速度滑移模型,然后分析了湍流模型和滑移模型下的轴承静态性能变化规律,最后结合理论推导验证了所提出的内流场模型的优越性。（2）研究了轴承多源制造误差对轴承静态特性的影响规律。通过实验测量与数学工具拟合... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 气体静压轴承数值模拟研究进展
        1.2.1 数值模拟方法及仿真可信度研究现状
        1.2.2 气体静压轴承内流场研究现状
        1.2.3 制造误差对气体静压轴承影响规律研究现状
        1.2.4 CFD动网格技术研究现状
    1.3 本文的主要内容
第二章 多孔质气体静压轴承建模与内流场研究
    2.1 流体力学基本方程
    2.2 多孔质气体静压轴承网格划分
        2.2.1 轴承结构与网格数量选取
        2.2.2 跨尺度边界层网格的处理
    2.3 多孔质节流器内部气体流动状态研究
        2.3.1 两种内流动差异分析
        2.3.2 流动状态界定
    2.4 内流场速度滑移研究
        2.4.1 速度滑移模型建立
        2.4.2 速度滑移对轴承静态性能的影响
    2.5 本章小结
第三章 多源制造误差对轴承静态性能影响规律
    3.1 节流器制造误差模型建立
        3.1.1 圆柱度误差模型
        3.1.2 圆度误差模型
    3.2 节流器制造误差对静态特性的影响规律
        3.2.1 圆柱度的影响规律
        3.2.2 圆度的影响规律
    3.3 轴承多源制造误差耦合关系分析
        3.3.1 节流器耦合误差模型建立
        3.3.2 节流器耦合误差对轴承静态性能影响分析
        3.3.3 节流器与主轴的误差耦合模型建立
        3.3.4 节流器与主轴耦合误差对轴承静态性能影响分析
    3.4 轴承静态性能的实验验证
        3.4.1 实验平台的搭建
        3.4.2 实验结果分析
    3.5 本章小结
第四章 轴承动态回转误差计算方法
    4.1 回转误差计算理论
    4.2 动网格计算模型建立
        4.2.1 网格更新方法差异分析
        4.2.2 UDF二次开发
    4.3 轴承动态回转误差作用规律
    4.4 回转误差实验验证
        4.4.1 实验设计原理
        4.4.2 实验结果分析
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文内容总结
    5.2 进一步工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3323740