微气体轴承-转子非线性系统的静动态特性研究
发布时间：2021-12-12 04:03
微型高速气体轴承作为微型涡轮发动机和微型电机等新一代微机电动力系统的关键部件,其高速运转时的静、动态特性对整机的非线性动力学设计尤为重要。针对新一代微机电系统的微型高速气体轴承-转子非线性系统,围绕其静、动态特性和动力学行为等方面展开相关研究。论文的主要研究内容如下:1、针对微型固定瓦-可倾瓦气体组合轴承,结合一阶滑移模型,考虑了稀薄效应的影响,修正了气体润滑的Reynolds方程。基于Galerkin加权余量法,求解了修正的Reynolds方程,获得了微型固定瓦-可倾瓦气体组合轴承的非线性气膜压力分布,分析了稀薄效应对气膜压力的影响,讨论了不同努森数、轴承数和偏心率时,微型固定瓦-可倾瓦气体组合轴承的静态特性。2、针对微型气体轴承Reynolds方程,将动态偏心率、偏位角表示为具有复数形式的含周期性扰动,在复平面内得到动态气膜压力。运用偏导数法,计算了气体轴承的动态刚度和阻尼系数,研究了考虑气体稀薄效应、偏心率和轴径扰动频率等参数,对三轴向槽气体轴承动态性能的影响规律。3、针对微机电系统中三轴向槽气体轴承支承的转子系统,建立了非线性动力学方程。利用轴颈中心运动轨迹图、Poincare...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
气体动力粘度和分子平均自由程随温度的变化[44]
预负荷 考虑稀薄效应 未考虑稀薄效应 相对误差 0.15 0.024 0.027 12.5% 0.20 0.027 0.032 18.5% 在考虑微型固定瓦-可倾瓦气体组合轴承存在的气体稀薄效应的基础上，分析了宽径比分别为 0.8、0.9、1.0、1.1 和 1.2 时的组合轴承承载力情况，如图 2-7 所示。从图 2-7可以看出：随着组合轴承宽径比的逐渐增加，微型固定瓦-可倾瓦气体组合轴承的承载力也逐渐变大。另外，从图中还可以看出，该气体组合轴承承载力的增加率在宽径比较大时相对较小。结果表明：微型固定瓦-可倾瓦气体组合轴承的承载力受其宽径比的影响相对较为显著。
西安理工大学硕士学位论文20(a)固定瓦的气膜压力分布(b)可倾瓦2的气膜压力分布(c)可倾瓦3的气膜压力分布图2-8不同偏心率时，轴承的压力分布情况Fig.2-8PressureDistributionoftheCombinationBearinginCaseofDifferentEccentricityRatios取微型固定瓦-可倾瓦气体组合轴承的轴承数分别为4.0、6.0和8.0，分析了组合轴承固定瓦块和可倾瓦块上的气膜压力分布随轴承数的变化情况，结果如图2-9所示。从图2-9可以看出，轴承数不同时，气体组合轴承在=0处的圧力曲线有一定差别。具体而言，轴承数越大时，微型固定瓦-可倾瓦气体组合轴承固定瓦和可倾瓦上的气膜压力越大。结果表明：微型固定瓦-可倾瓦气体组合轴承的轴承数是影响轴承压力分布的重要因素，且轴承数越大，其承载性能越佳。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Study of A Geo-Acoustic Model of Gas-Bearing Sediment and Its Application in Sediment with Low Acoustic Veloctiy[J]. 陶春辉,李红星,邓显明,周建平,R.H.Wilkens,顾春华,何拥华. China Ocean Engineering. 2010(02)
[2]微型气浮轴承高速透平膨胀机的研制[J]. 陈汝刚,侯予,陈纯正. 西安交通大学学报. 2010(01)
[3]基于稀薄效应的微气体径向轴承稳态性能[J]. 张海军,祝长生,杨琴. 力学学报. 2009(06)
[4]微气体轴承润滑模型研究[J]. 张海军,杨琴. 嘉兴学院学报. 2009(06)
[5]有效黏度效应对气体径向微轴承性能的影响[J]. 张海军,祝长生,杨琴. 中国电机工程学报. 2009(29)
[6]微小型气体轴承高速透平机械研究进展[J]. 陈汝刚,侯予,袁秀玲,陈纯正. 润滑与密封. 2008(09)
[7]微转子系统径向气体轴承特性[J]. 张文明,孟光,陈迪. 机械工程学报. 2008(05)
[8]普通圆柱气体动压轴承性能计算[J]. 赵三星,黄海,孟光,李友荣. 武汉科技大学学报(自然科学版). 2008(01)
[9]可倾瓦轴承的完整动力分析模型及计算方法[J]. 王丽萍,乔广,郑铁生. 机械工程学报. 2008(01)
[10]轴向槽圆柱气体动压轴承的性能研究[J]. 赵三星,孟光,李友荣. 现代制造工程. 2007(09)
博士论文
[1]微型转子轴承系统动力学问题研究[D]. 周健斌.上海交通大学 2009
硕士论文
[1]固定瓦—可倾瓦组合轴承表面织构优化及主动控制的研究[D]. 严冬.西安理工大学 2018
本文编号：3535975
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
气体动力粘度和分子平均自由程随温度的变化[44]
预负荷 考虑稀薄效应 未考虑稀薄效应 相对误差 0.15 0.024 0.027 12.5% 0.20 0.027 0.032 18.5% 在考虑微型固定瓦-可倾瓦气体组合轴承存在的气体稀薄效应的基础上，分析了宽径比分别为 0.8、0.9、1.0、1.1 和 1.2 时的组合轴承承载力情况，如图 2-7 所示。从图 2-7可以看出：随着组合轴承宽径比的逐渐增加，微型固定瓦-可倾瓦气体组合轴承的承载力也逐渐变大。另外，从图中还可以看出，该气体组合轴承承载力的增加率在宽径比较大时相对较小。结果表明：微型固定瓦-可倾瓦气体组合轴承的承载力受其宽径比的影响相对较为显著。
西安理工大学硕士学位论文20(a)固定瓦的气膜压力分布(b)可倾瓦2的气膜压力分布(c)可倾瓦3的气膜压力分布图2-8不同偏心率时，轴承的压力分布情况Fig.2-8PressureDistributionoftheCombinationBearinginCaseofDifferentEccentricityRatios取微型固定瓦-可倾瓦气体组合轴承的轴承数分别为4.0、6.0和8.0，分析了组合轴承固定瓦块和可倾瓦块上的气膜压力分布随轴承数的变化情况，结果如图2-9所示。从图2-9可以看出，轴承数不同时，气体组合轴承在=0处的圧力曲线有一定差别。具体而言，轴承数越大时，微型固定瓦-可倾瓦气体组合轴承固定瓦和可倾瓦上的气膜压力越大。结果表明：微型固定瓦-可倾瓦气体组合轴承的轴承数是影响轴承压力分布的重要因素，且轴承数越大，其承载性能越佳。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Study of A Geo-Acoustic Model of Gas-Bearing Sediment and Its Application in Sediment with Low Acoustic Veloctiy[J]. 陶春辉,李红星,邓显明,周建平,R.H.Wilkens,顾春华,何拥华. China Ocean Engineering. 2010(02)
[2]微型气浮轴承高速透平膨胀机的研制[J]. 陈汝刚,侯予,陈纯正. 西安交通大学学报. 2010(01)
[3]基于稀薄效应的微气体径向轴承稳态性能[J]. 张海军,祝长生,杨琴. 力学学报. 2009(06)
[4]微气体轴承润滑模型研究[J]. 张海军,杨琴. 嘉兴学院学报. 2009(06)
[5]有效黏度效应对气体径向微轴承性能的影响[J]. 张海军,祝长生,杨琴. 中国电机工程学报. 2009(29)
[6]微小型气体轴承高速透平机械研究进展[J]. 陈汝刚,侯予,袁秀玲,陈纯正. 润滑与密封. 2008(09)
[7]微转子系统径向气体轴承特性[J]. 张文明,孟光,陈迪. 机械工程学报. 2008(05)
[8]普通圆柱气体动压轴承性能计算[J]. 赵三星,黄海,孟光,李友荣. 武汉科技大学学报(自然科学版). 2008(01)
[9]可倾瓦轴承的完整动力分析模型及计算方法[J]. 王丽萍,乔广,郑铁生. 机械工程学报. 2008(01)
[10]轴向槽圆柱气体动压轴承的性能研究[J]. 赵三星,孟光,李友荣. 现代制造工程. 2007(09)
博士论文
[1]微型转子轴承系统动力学问题研究[D]. 周健斌.上海交通大学 2009
硕士论文
[1]固定瓦—可倾瓦组合轴承表面织构优化及主动控制的研究[D]. 严冬.西安理工大学 2018
本文编号：3535975
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