水润滑径向滑动轴承水膜承载特性分析

发布时间：2017-03-31 02:19

  本文关键词：水润滑径向滑动轴承水膜承载特性分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：水润滑轴承以其在环保、节能、可持续发展等方面所具有的巨大发展潜力，逐渐受到了更多人的关注。然而，目前对于水润滑轴承的润滑机理、水膜承载特性和水润滑轴承结构特点等问题均无成熟的理论可供参考，所以在研究水润滑轴承时，普遍的方法是直接仿照油润滑轴承的相关理论进行计算。然而水不仅仅具有比油更低的粘度，而且更容易进入湍流状态并受到空化效应的影响，，所以直接仿照油润滑相关计算理论会引入较大误差。 本文首先设计了一种研究水润滑轴承水膜静态、动态承载特性的方法：基于CFD软件Fluent，从湍流的角度入手并结合水流的空化效应对水润滑轴承水膜进行计算，分析水膜的压强分布和静态承载特性，并建立起水膜的力学模型。再利用Matlab软件结合水膜承载的动力学方程，计算并分析轴颈在外载荷和水膜作用下轴心的运动轨迹、涡动的振幅和频率，从而研究水膜的动态承载特性。 利用上述方法，本文又进一步分析了轴颈转速、轴承间隙和轴承导水槽对水膜承载特性的影响，找到水膜承载特性随轴颈转速、轴承间隙和轴承导水槽的变化规律，从而为水润滑轴承的结构设计奠定了理论基础。
【关键词】：水润滑轴承 水膜承载特性 CFD 轴心轨迹
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH133.31
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.0 选题背景及意义9-11
• 1.1 水润滑轴承研究现状11
• 1.2 水润滑轴承水膜承载特性研究现状11-15
• 1.2.1 CFD 在水润滑轴承研究中的应用现状11-13
• 1.2.2 水膜承载特性研究现状13-15
• 1.3 本文主要研究内容15-17
• 第二章 水膜承载机理与控制方程17-25
• 2.1 水膜承载机理17-18
• 2.2 计算流体力学控制方程18-19
• 2.2.1 质量守恒方程18
• 2.2.2 动量守恒方程18-19
• 2.3 流动状态分析19-24
• 2.3.1 流动状态判断19
• 2.3.2 层流19-20
• 2.3.3 湍流20-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第三章 水膜承载特性分析25-53
• 3.1 基于 Fluent 的有限元分析25-30
• 3.1.1 水膜模型的建立25-27
• 3.1.2 Fluent 计算参数的设置27-28
• 3.1.3 仿真结果分析28-30
• 3.2 空化边界条件30-35
• 3.2.1 空化模型30-33
• 3.2.2 仿真结果对比分析33-35
• 3.3 水膜承载特性分析35-51
• 3.3.1 水膜承载特性分析35-40
• 3.3.2 动态轴心轨迹计算40-51
• 3.4 结论51-53
• 第四章 轴颈转速对水膜承载特性的影响分析53-59
• 4.1 转速对水膜力的影响53-55
• 4.2 转速对轴心涡动的影响55-58
• 4.3 结论58-59
• 第五章 轴承结构对水膜承载特性影响分析59-73
• 5.1 轴承间隙对水膜承载特性的影响分析59-66
• 5.1.1 间隙对水膜力的影响59-61
• 5.1.2 间隙对轴心涡动的影响61-66
• 5.1.3 小结66
• 5.2 导水槽对水膜承载特性的影响分析66-72
• 5.2.1 导水槽尺寸对水膜承载特性的影响67-70
• 5.2.2 导水槽分布对水膜承载特性的影响70-72
• 5.2.3 小结72
• 5.3 结论72-73
• 第六章 总结与展望73-75
• 6.1 本文总结73-74
• 6.2 研究展望74-75
• 参考文献75-79
• 攻读硕士学位期间已发表和录用的学术论文79-80
• 致谢80

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