螺旋槽小孔节流动静压气体轴承稳态承载力分析 被引量：1

1

作者 刘通 董志强 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期79-85,共7页

为研究空气轴承在动静压下的稳态承载性能,使用三维建模工具建立动静压气体轴承模型,从连续方程、可压缩流体润滑方程、气体状态方程出发,得到等温条件下稳态气体润滑Reynolds方程,并计算轴承稳态承载力。对螺旋槽小孔节流空气轴承结构... 为研究空气轴承在动静压下的稳态承载性能,使用三维建模工具建立动静压气体轴承模型,从连续方程、可压缩流体润滑方程、气体状态方程出发,得到等温条件下稳态气体润滑Reynolds方程,并计算轴承稳态承载力。对螺旋槽小孔节流空气轴承结构建立三维模型,借助Fluent仿真软件对整个流体域进行仿真分析,探讨螺旋角、偏心率、槽宽比、槽深比、槽长比等参数对气体轴承承载性能的影响。结果表明:气源压力一定时,气膜承载力随着偏心率的增加呈现非线性上升趋势,随着槽宽比的增加呈现下降趋势,槽宽比越大,这种下降趋势更加明显;随着槽深比和槽长比的增加,气膜承载力呈现先增加后降低的趋势。对轴承结构进行优化,优化后的轴承承载性能更优。 展开更多

关键词 动静压气体轴承 螺旋槽小孔节流 承载力 结构参数 气膜厚度

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基于FLUENT的小孔深浅腔动静压气体轴承静特性研究 被引量：7

2

作者 李树森 潘春阳 《现代制造技术与装备》 2017年第3期1-3,共3页

本文以具有深浅腔的动静压气体轴承为研究对象,建立了该系统的有限元模型,并利用fluent对轴承气膜静特性进行分析研究。基于ICEM CFD对轴承气膜进行网格划分,利用fluent仿真,得到在不同偏心率和转速情况下的气膜压力场分布和静特性参数... 本文以具有深浅腔的动静压气体轴承为研究对象,建立了该系统的有限元模型,并利用fluent对轴承气膜静特性进行分析研究。基于ICEM CFD对轴承气膜进行网格划分,利用fluent仿真,得到在不同偏心率和转速情况下的气膜压力场分布和静特性参数。结果表明,深浅腔动静压轴承气膜压力峰值出现在浅腔区,且承载能力和姿态角随着偏心率和转速的增加而增加,表明轴承承载中动压效应所起的承载作用在逐渐增大。 展开更多

关键词 动静压气体轴承 小孔节流 承载力 姿态角

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动静压气体轴承-转子系统振动特性实验研究

3

作者 张璐瑶 贾晨辉 +1 位作者 臧腾飞 史大炜 《机械设计与制造》 北大核心 2023年第9期128-132,共5页

基于气体轴承-转子系统的非线性响应,搭建气体轴承-转子系统振动测试试验台。结合时域图、频谱图和轴心轨迹图分析气体轴承-转子系统升速过程中运行状态的发展变化情况,研究系统运行过程中的非线性振动特性。分析不同供气压力对振型、... 基于气体轴承-转子系统的非线性响应,搭建气体轴承-转子系统振动测试试验台。结合时域图、频谱图和轴心轨迹图分析气体轴承-转子系统升速过程中运行状态的发展变化情况,研究系统运行过程中的非线性振动特性。分析不同供气压力对振型、振幅、频率、轴心轨迹和稳定性的影响,提出稳定性控制方法。结果表明:调整动静压气体轴承供气压力,能够改变系统的动态特性,有效提高系统的固有频率,改善低频振动与固有频率耦合效应,提高转子失稳转速,推迟振荡失稳的产生,限制气膜振荡的幅值,能够有效的提高轴承-转子系统运行稳定性。 展开更多

关键词 动静压气体轴承 气体轴承-转子系统 振动 稳定性 试验研究

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螺旋槽小孔节流动静压气体轴承静态特性研究 被引量：5

4

作者 王欣崎 李博 +1 位作者 李树森 贾勇 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期51-56,62,共7页

以螺旋槽小孔节流动静压气体轴承为研究对象,运用变分法求解雷诺方程,利用Fluent软件对轴承静态特性进行仿真分析,研究供气压力、偏心率、转速以及节流孔直径、螺旋槽宽度和深度对轴承静态特性的影响规律。结果表明:相同偏心率下,随供... 以螺旋槽小孔节流动静压气体轴承为研究对象,运用变分法求解雷诺方程,利用Fluent软件对轴承静态特性进行仿真分析,研究供气压力、偏心率、转速以及节流孔直径、螺旋槽宽度和深度对轴承静态特性的影响规律。结果表明:相同偏心率下,随供气压力的升高,轴承静态特性增强;相同供气压力下,偏心率越大,承载能力越高,刚度越小;螺旋槽能够显著提高轴承静态特性,且转速越大,螺旋槽对轴承的动压效应越好;保证其他结构参数不变,轴承静态特性随螺旋槽宽度的增加先增大后减小,螺旋槽深度和节流孔直径越小越有利。 展开更多

关键词 动静压气体轴承 小孔节流 螺旋槽 静态特性

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具有鸟翼轮廓仿生槽的动静压气体轴承静态特性分析

5

作者 李树森 杨非 +1 位作者 陈群 陈宝 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期23-29,共7页

基于仿生学原理和几何重构法,在动静压气体轴承上设计具有鸟翼轮廓仿生槽,以提高其承载能力及刚度。运用变分法求解雷诺方程并使用FLUENT软件,对鸟翼轮廓仿生槽动静压气体轴承进行静态特性仿真分析,研究轴颈转速、供气压力、偏心率、槽... 基于仿生学原理和几何重构法,在动静压气体轴承上设计具有鸟翼轮廓仿生槽,以提高其承载能力及刚度。运用变分法求解雷诺方程并使用FLUENT软件,对鸟翼轮廓仿生槽动静压气体轴承进行静态特性仿真分析,研究轴颈转速、供气压力、偏心率、槽深以及槽偏角对轴承静态特性的影响。结果表明:在偏心率相同时,随着轴颈转速的增加,轴承承载能力和刚度随之增大,随着供气压力的增加,轴承承载能力逐渐增加、刚度逐渐减小;当气膜厚度一定时,随着槽深的增加,轴承承载能力和刚度呈现先增加后减小的趋势,随着槽偏角的增加,轴承承载能力和刚度呈现先增加后减小的趋势。 展开更多

关键词 动静压气体轴承 鸟翼轮廓仿生槽 静态特性 承载能力 刚度

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透平膨胀机径向动静压混合气体轴承静特性分析

6

作者 张晓华 柯长磊 +1 位作者 彭楠 刘立强 《机械设计与制造》 北大核心 2023年第7期296-300,304,共6页

透平膨胀机应用的小孔节流式静压气体轴承的本质是动静压混合气体轴承,这里将动静压混合气体轴承作为研究对象,从动压轴承和静压轴承角度分别研究其工作原理和静态特性。混合气体轴承中气膜压力分布是求解轴承静态特性的关键,采用有限... 透平膨胀机应用的小孔节流式静压气体轴承的本质是动静压混合气体轴承,这里将动静压混合气体轴承作为研究对象,从动压轴承和静压轴承角度分别研究其工作原理和静态特性。混合气体轴承中气膜压力分布是求解轴承静态特性的关键,采用有限差分法(FDM)对含有气膜压力的Reynolds方程通过MTLAB编写的程序进行求解,分析混合轴承的工作原理并计算其静态特性。对比分析偏心率、转速、长径比和供气压力等因素对动压轴承和静压轴承静态特性的影响。结果表明:增大偏心率、提高转速、增大供气压力,采用轴承大长径比均可以提高动静压混合气体轴承的承载力;增大偏心率和提高转速,可增大气膜刚度,降低转子姿态角,提高转子稳定性。 展开更多

关键词 混合气体轴承 有限差分法 雷诺方程 静态特性

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基于CFD的球面动静压气体轴承稳态性能及动态特性分析 被引量：3

7

作者 贾晨辉 崔志武 +3 位作者 邱明 马文锁 高靖 张海江 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期47-54,共8页

基于CFD建立球面螺旋槽动静压气体轴承气膜的有限元模型,数值计算气膜网格点上的压力分布,模拟气膜瞬态流场中复杂的气体流动,得到气膜的压力分布、承载力以及动态特性系数。结果表明:增加供气压力可以有效地增强静压效应,减小气膜厚度... 基于CFD建立球面螺旋槽动静压气体轴承气膜的有限元模型,数值计算气膜网格点上的压力分布,模拟气膜瞬态流场中复杂的气体流动,得到气膜的压力分布、承载力以及动态特性系数。结果表明:增加供气压力可以有效地增强静压效应,减小气膜厚度和增加转速有助于增强动压效应,动静压效应耦合可以提高轴承承载性能,偏心率为0.4~0.5,平均气膜厚度为8~12μm,供气压力为0.5~0.6 MPa时,产生的动静压耦合效应明显,从而可增加气膜的承载性能和轴承高速运行的稳定性;轴承刚度系数随着气膜厚度的增大呈先增加后减小的趋势,随着偏心率的增加而增加;轴承阻尼系数随着气膜厚度和偏心率的增加变化较为复杂,但整体上呈增大的趋势,因此,合理地选取气膜厚度和偏心率能够提高轴承承载性能,改善其动态特性,提高球面动静压气体轴承运行稳定性。 展开更多

关键词 动静压气体轴承 气膜压力 动静压耦合效应 承载性能 动态特性

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球面螺旋槽动静压气体轴承运动状态仿真分析 被引量：1

8

作者 贾晨辉 王振清 邱明 《轴承》 北大核心 2017年第11期38-41,共4页

利用流体动力学Fluent软件中6 DOF被动型网格模拟分析球面螺旋槽动静压气体轴承在不同转速下的运动状态,结果表明:随转速的增加,轴承转子的振动幅度呈先减小后增大的趋势,当转速达到45 000 r/min时,轴承出现工频以外的2倍频涡动;当转速... 利用流体动力学Fluent软件中6 DOF被动型网格模拟分析球面螺旋槽动静压气体轴承在不同转速下的运动状态,结果表明:随转速的增加,轴承转子的振动幅度呈先减小后增大的趋势,当转速达到45 000 r/min时,轴承出现工频以外的2倍频涡动;当转速达到55 000 r/min时,轴承出现多种频率的涡动,此时轴承处于失稳状态。 展开更多

关键词 动静压气体轴承 有限元分析 运动状态 6 DOF被动型网格 涡动 失稳

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螺旋槽小孔节流动静压气体轴承动态特性分析 被引量：1

9

作者 李树森 王欣崎 +1 位作者 李博 贾勇 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期19-25,共7页

为进一步改善小孔节流动静压气体轴承的稳定性,对螺旋槽小孔节流动静压气体轴承的动态特性进行了研究。建立不定常工况下的动态雷诺方程,采用偏导数积分法求解动态特性系数。研究有无螺旋槽、涡动比、转速、供气压力以及槽宽和槽深对轴... 为进一步改善小孔节流动静压气体轴承的稳定性,对螺旋槽小孔节流动静压气体轴承的动态特性进行了研究。建立不定常工况下的动态雷诺方程,采用偏导数积分法求解动态特性系数。研究有无螺旋槽、涡动比、转速、供气压力以及槽宽和槽深对轴承动态特性的影响规律。结果表明:螺旋槽可以显著提高轴承的动态特性,增加轴承的稳定性;随涡动比的增大,直接刚度系数增加,交叉刚度系数和各阻尼系数都减小;随转速的增大,各刚度系数增加,而各阻尼系数减小;随供气压力的增大,各刚度和阻尼系数均增加;随槽宽的增大,直接刚度系数和阻尼系数呈先增加后减小趋势,交叉刚度系数和阻尼系数变化较小;随槽深的增大,直接刚度系数增加,交叉刚度系数和各阻尼系数先增加后减小。 展开更多

关键词 动静压气体轴承 螺旋槽 小孔节流 动态特性

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锯齿形多槽式动静压气体润滑轴承稳态和动态特性的研究 被引量：5

10

作者 景岗 杨清好 +1 位作者 陈尔昌 陈日曜 《华中理工大学学报》 CSCD 北大核心 1994年第2期69-73,共5页

针对所提出的一种锯齿形多槽式动静压气体的润滑轴承，研究了轴承主要设计参数对稳态和动态特性的影响规律，得出了一般的设计原则。

关键词 气体润滑轴承 轴承特性 有限元分析

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小孔节流深浅腔动静压气体轴承承载特性分析 被引量：7

11

作者 李树森 贾勇 王欣崎 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期12-17,共6页

以小孔节流深浅腔动静压气体轴承为研究对象,采用Fluent软件对轴承的承载特性进行分析,研究偏心率、供气压力、主轴转速、气膜厚度、浅腔深度比等因素对轴承承载力和刚度的影响。结果表明:小孔节流深浅腔动静压气体轴承浅腔区的平均压... 以小孔节流深浅腔动静压气体轴承为研究对象,采用Fluent软件对轴承的承载特性进行分析,研究偏心率、供气压力、主轴转速、气膜厚度、浅腔深度比等因素对轴承承载力和刚度的影响。结果表明:小孔节流深浅腔动静压气体轴承浅腔区的平均压力大于深腔区的平均压力,压力最大区域出现在浅腔末端靠近轴承端面处;随着供气压力的增加,承载力逐渐增大,但供气压力不应超过0.95 MPa;当主轴转速在3×10^(5) r/min以内时,承载力和刚度随着转速的增加呈线性增长规律,当主轴转速超过3×10^(5) r/min继续增加时,承载力和刚度的增长趋势明显放缓;承载力与刚度随着浅腔深度比的增加先增大后减小,当浅腔深度是气膜厚度的1~1.5倍时,承载力与刚度接近最大值。 展开更多

关键词 动静压气体轴承 小孔节流 深浅腔 承载特性

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球面螺旋槽动静压气体轴承稳态承载性能分析 被引量：7

12

作者 贾晨辉 王振清 +1 位作者 邱明 孟肖 《液压与气动》 北大核心 2016年第9期10-15,共6页

建立了球面螺旋槽气体动静压轴承的微气膜有限元模型,应用CFD技术和流体动力学Fluent软件,研究了球面螺旋槽气体动静压轴承在稳态下的承载特性,得到了轴承在不同转速下的压力分布云图,进而揭示了在不同运行参数和结构参数下,轴承承载力... 建立了球面螺旋槽气体动静压轴承的微气膜有限元模型,应用CFD技术和流体动力学Fluent软件,研究了球面螺旋槽气体动静压轴承在稳态下的承载特性,得到了轴承在不同转速下的压力分布云图,进而揭示了在不同运行参数和结构参数下,轴承承载力及动静压耦合效应的变化规律。结果表明,选择合适的结构参数和运行参数,如槽宽比、槽深比、螺旋角、槽数、转速等,有助于提高轴承的承载性能。 展开更多

关键词 球面螺旋槽气体动静压轴承 Fluent 压力云图 承载性能

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动静压混合气体箔片止推轴承静态特性研究

13

作者 孟令海 鲁浩 +1 位作者 鲁晓宇 李园园 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期153-161,共9页

动静压混合气体箔片止推轴承具有优良性能,但目前针对其研究报道较少。对此,提出了该轴承的模型,并针对其静态特性和流弹特性开展了数值研究。基于MATLAB软件建立了动静压混合气体箔片止推轴承静态特性的双向流固耦合数值预测方法。计... 动静压混合气体箔片止推轴承具有优良性能,但目前针对其研究报道较少。对此,提出了该轴承的模型,并针对其静态特性和流弹特性开展了数值研究。基于MATLAB软件建立了动静压混合气体箔片止推轴承静态特性的双向流固耦合数值预测方法。计算分析了不同转速、供气压力、供气孔布置位置下的箔片变形,静态载荷和摩擦力矩,获得了运行参数和供气孔位置对动静压混合气体箔片止推轴承静态特性的影响规律。结果表明:增大供气压力对摩擦力矩的影响较小,但会增大轴承轴向载荷,升高转速会导致轴承摩擦力矩明显增大;供气孔布置位置对动静压混合气体箔片止推轴承的静态特性影响较大,应合理选择供气孔的布置位置,在满足轴承载荷要求的基础上优先考虑将供气孔布置在倾斜区域。相关研究结论对动静压混合气体箔片止推轴承设计和应用具有指导意义。 展开更多

关键词 动静压混合气体箔片止推轴承 流固耦合 静态特性

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锯齿形多槽式动静压气体润滑轴承稳定性研究 被引量：2

14

作者 景岗 杨清好 +1 位作者 陈尔昌 陈日曜 《华中理工大学学报》 CSCD 北大核心 1994年第2期75-77,共3页

针对作者提出的锯齿形多槽式动静压气体润滑轴承，其支承刚性对称轴系进行稳定性分析，并给出计算实例．

关键词 气体润滑轴承 表面节流 稳定性分析

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混合式动压气体轴承结构优化与可靠性分析 被引量：3

15

作者 臧腾飞 贾晨辉 +1 位作者 张璐瑶 史大炜 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期2606-2620,共15页

通过将径向、止推螺旋槽动压气体轴承相结合,建立了混合式动压气体轴承的润滑分析模型。阐述了其结构特点与润滑机理,建立轴承无量纲稳态Reynolds控制方程。提出混合式动压气膜压力耦合计算方法,推导气膜压力差分表达式,定义边界条件,... 通过将径向、止推螺旋槽动压气体轴承相结合,建立了混合式动压气体轴承的润滑分析模型。阐述了其结构特点与润滑机理,建立轴承无量纲稳态Reynolds控制方程。提出混合式动压气膜压力耦合计算方法,推导气膜压力差分表达式,定义边界条件,构建气膜压力分布的数值计算方法。以最大径向承载力为目标优化结构参数。基于最优结构参数建立轴承气膜有限元模型,运用CFD分析轴承转子系统受不同冲击载荷时径向稳定性变化规律,研究混合式动压气体轴承动态特性与可靠性。搭建混合式动压气体轴承试验台,验证数值计算方法和有限元仿真分析的正确性。结果表明:提出的压力耦合计算方法可以准确地计算分析稳态气膜压力分布、承载力和承载性能,有限元仿真能更好地模拟动态流场变化,计算分析动态承载力、动态特性系数和稳定性。高转速下混合式气体轴承承载力、稳定性较好,对单向阶跃力、单向矩形力的抗冲击能力强,可靠性强。混合式动压气体轴承在优化承载性能与刚度的同时,应考虑抗冲击特性和稳定性以提高轴承的综合性能。 展开更多

关键词 抗冲击特性 运行稳定性 混合式动压气体轴承 气膜压力耦合计算方法 计算流体动力学(CFD) 结构参数优化

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螺旋槽狭缝节流动静压气体止推轴承静态特性 被引量：2

16

作者 李树森 穆岩璞 马添潇 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期10-15,共6页

为优化动静压气体止推轴承的承载特性,设计一种具有螺旋槽和狭缝节流器结构的动静压气体止推轴承,采用Fluent对轴承静态特性进行仿真分析,通过改变主轴转速、供气压力,研究气膜厚度、螺旋槽宽度、狭缝厚度等参数对轴承静态特性的影响。... 为优化动静压气体止推轴承的承载特性,设计一种具有螺旋槽和狭缝节流器结构的动静压气体止推轴承,采用Fluent对轴承静态特性进行仿真分析,通过改变主轴转速、供气压力,研究气膜厚度、螺旋槽宽度、狭缝厚度等参数对轴承静态特性的影响。结果表明:相对狭缝节流止推轴承,增加螺旋槽结构可以提升轴承的动压效应增强,从而提升轴承的承载力和刚度;相同条件下,气膜厚度越大,轴承的承载力和刚度越小;主轴转速和供气压力增加,承载力和刚度均提升明显;螺旋槽宽度增加,轴承的承载力和刚度先增大后减小;狭缝厚度增大,轴承的承载力先增大后不变,刚度先增加后减小;狭缝深度提升,轴承的承载力减小,刚度先增大后减小。 展开更多

关键词 动静压气体止推轴承 狭缝节流 螺旋槽 静态特性

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POWELL优化算法在混合气体轴承数值计算中的应用 被引量：2

17

作者 闫攀运 梁国柱 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2013年第8期96-100,共5页

根据流量守恒推导出混合气体轴承微元控制体的差分方程,用牛顿-拉夫逊方法求解此方程。对于较难处理的小孔边界条件,由区域流量平衡构造目标函数,用POWELL优化方法进行求解,并将计算得到的轴承承载力与Powell实验结果和其他理论分析方... 根据流量守恒推导出混合气体轴承微元控制体的差分方程,用牛顿-拉夫逊方法求解此方程。对于较难处理的小孔边界条件,由区域流量平衡构造目标函数,用POWELL优化方法进行求解,并将计算得到的轴承承载力与Powell实验结果和其他理论分析方法的计算结果进行比较。结果表明:采用POWELL优化算法处理小孔边界条件,成功解决了将小孔流量作为源项时的小孔伪回流问题。该方法具有很高的计算精度,可用于动压、静压轴承以及较高转速下混合气体轴承性能的精确计算。采用牛顿-拉夫逊法求解轴承气膜压力分布,不需要确定最佳松弛因子,在所有离心率下,计算结果均与实验结果符合得很好。 展开更多

关键词 混合气体轴承 POWELL优化算法 牛顿-拉夫逊法 数值计算

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