圆柱滑动轴承动静态特性分析及计算软件开发

发布时间：2017-06-07 08:14

  本文关键词：圆柱滑动轴承动静态特性分析及计算软件开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：压力坝结构圆柱滑动轴承的稳定性远高于圆柱滑动轴承，有效承载能力与圆柱滑动轴承相当，通过合理的设计，其稳定性可与可倾瓦滑动轴承相媲美，但承载能力远高于可倾瓦滑动轴承。然而，国内对其动静态特性的研究较少，同时国内滑动轴承计算软件未涵盖该类型轴承。因此，本文建立压力坝结构圆柱滑动轴承动静态特性理论模型，并研究其动静态特性，进而开发涵盖压力坝轴瓦结构的“圆柱滑动轴承动静态特性分析计算软件”。 建立压力坝结构圆柱滑动轴承静态理论模型，提出利用控制体流量平衡法来差分求解复杂轴瓦结构油膜压力分布。考虑空穴现象，分析油膜边界条件。提出载荷约束条件和模式搜索相结合的求解方法，计算异向结构滑动轴承静态特性。考虑热耦合效应，建立压力坝结构圆柱滑动轴承热耦合静态特性理论模型。 分析压力坝结构圆柱滑动轴承静态特性。与文献对比，证明静态理论模型和计算方法的正确性。分析泄压槽对圆柱滑动轴承油膜压力的影响，，及其结构对静态特性的影响；分析阶梯坝对圆柱滑动轴承油膜压力的影响，及其结构对静态特性的影响。通过静态特性对比，证明压力坝结构圆柱滑动轴承稳定性更高，发生油膜失稳几率更小。分析热耦合效应对圆柱滑动轴承静态特性的影响。 基于摄动法建立压力坝结构圆柱滑动轴承动态理论模型，利用动态控制体流量平衡法和松弛迭代法计算刚度系数和阻尼系数。与文献对比，证明动态理论模型和计算方法的正确性。分析泄压槽宽度和长度对刚度和阻尼系数的影响；分析压力坝宽度和长度对刚度和阻尼系数的影响。通过对比径向刚度，证明压力坝结构圆柱滑动轴承比圆柱滑动轴承稳定性更高。分析热耦合效应对圆柱滑动轴承动态特性的影响。 开发滑动轴承动静态特性计算分析软件。基于可视化交互式软件技术，开发软件主界面和滑动轴承建模模块；考虑热耦合和空穴效应，开发单转速计算模块和多转速计算模块，并实现计算结果以文档和图形形式输出；设计软件内部数据结构和数据传递方式；开发软件图形显示插件、文件系统和帮助系统；利用多线程技术提高软件计算效率。
【关键词】：压力坝 控制体流量平衡 静态特性 动态特性 摄动法
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH133.31
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题背景和研究意义9-10
• 1.2 国内外研究现状及存在的问题10-14
• 1.2.1 滑动轴承结构形式10-11
• 1.2.2 流体润滑理论的研究11-13
• 1.2.3 滑动轴承动静态特性计算软件13-14
• 1.3 本文研究主要内容14-15
• 第2章 压力坝结构圆柱滑动轴承静态特性理论建模15-30
• 2.1 压力坝结构圆柱滑动轴承动压润滑理论15-17
• 2.1.1 Reynolds 方程15-16
• 2.1.2 压力坝结构滑动轴承油膜厚度计算16-17
• 2.2 Reynolds 方程数值求解17-27
• 2.2.1 有限差分法基本原理17
• 2.2.2 控制体流量平衡法差分离散 Reynolds 方程17-22
• 2.2.3 油膜压力边界条件的选择22-23
• 2.2.4 差分离散方程的数值计算方法及收敛准则23
• 2.2.5 Reynolds 边界条件的引入23-24
• 2.2.6 承载力、偏位角和摩擦力的计算公式24-25
• 2.2.7 油膜厚度坐标位置的确定方法25
• 2.2.8 定载荷条件下数值求解轴承静态特性25-26
• 2.2.9 Reynolds 方程数值计算和模式搜索法计算流程26-27
• 2.3 流体温度控制方程——能量方程27-29
• 2.3.1 能量方程27
• 2.3.2 粘温方程和温度边界条件27-28
• 2.3.3 温度分布的数值求解28-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第3章 压力坝结构圆柱滑动轴承静态特性分析30-47
• 3.1 圆柱滑动轴承静态理论模型的验证30-31
• 3.2 压力坝结构圆柱滑动轴承静态理论模型的验证31-32
• 3.3 圆瓦与压力坝结构圆柱滑动轴承油膜压力分布对比32-33
• 3.4 泄压槽结构对圆柱滑动轴承静态特性的影响33-38
• 3.4.1 泄压槽高度对静态特性的影响34-35
• 3.4.2 泄压槽宽度对静态特性的影响35-36
• 3.4.3 泄压槽长度对静态特性的影响36-38
• 3.5 阶梯坝结构对圆柱滑动轴承静态特性的影响38-41
• 3.5.1 阶梯坝高度对静态特性的影响39-40
• 3.5.2 阶梯坝宽度对静态特性的影响40-41
• 3.6 压力坝结构圆柱滑动轴承静态性能对比及分析41-43
• 3.7 压力坝结构对油膜涡动的抑制作用43
• 3.8 热耦合效应对静态特性的影响43-46
• 3.9 本章小结46-47
• 第4章 压力坝结构圆柱滑动轴承动态特性理论建模和分析47-63
• 4.1 压力坝结构圆柱滑动轴承的动态 Reynolds 方程47-51
• 4.1.1 动态 Reynolds 方程及无量纲化47-48
• 4.1.2 摄动法处理动态 Reynolds 方程48-51
• 4.1.3 轴承动力系数求解表达式51
• 4.2 圆柱滑动轴承动态理论模型的验证51-52
• 4.3 压力坝结构圆柱滑动轴承动态模型验证52-53
• 4.4 泄压槽结构对圆柱滑动轴承动态特性的影响53-57
• 4.4.1 泄压槽宽度对动态特性的影响53-55
• 4.4.2 泄压槽长度对动态特性的影响55-57
• 4.5 阶梯坝结构对圆柱滑动轴承动态特性的影响57-60
• 4.5.1 阶梯坝高度对动态特性的影响57-58
• 4.5.2 阶梯坝宽度对动态特性的影响58-60
• 4.6 热耦合效应对动态特性的影响60-62
• 4.7 本章小结62-63
• 第5章 滑动轴承动静态特性计算软件的开发63-76
• 5.1 建模模块的开发63-65
• 5.1.1 交互式软件界面的开发63-64
• 5.1.2 建模功能开发64-65
• 5.1.3 建模模块辅助功能的开发65
• 5.2 单转速动静态特性计算模块65-66
• 5.3 多转速动静态特性计算模块66-67
• 5.4 软件内部结构的开发67-74
• 5.4.1 内部数据结构和传递方式及子函数调用68-70
• 5.4.2 外部文件结构及文本阅读器70
• 5.4.3 软件优化及其他辅助功能的开发70-74
• 5.5 软件整体结构图74-75
• 5.6 本章小结75-76
• 结论76-77
• 参考文献77-81
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果81-83
• 致谢83

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本文编号：428564