破冰船推力轴承特性研究

借助有限元分析方法,对某破冰船与冰层相撞过程进行仿真从而得到冰载荷,在此瞬态过程中对点支承扇形瓦推力轴承的瞬态动特性进行了计算,并结合刚度系数和阻尼系数对轴承动特性进行分析。结果表明:针对某一船舶,最大冰载荷与船速、冰层厚度近似成正比;最大冰载荷出现在碰撞过程中前1s的时间内;油膜厚度随载荷的增加变薄,油膜刚度系数、阻尼系数随油膜厚度减小而变大,且变化规律相同。     

可倾瓦轴承瓦块摆动特性

研究可倾瓦轴承瓦块摆动几何关系,基于分离变量法建立了有限长轴承油膜压力模型及瓦块力矩平衡方程,获得瓦块摆角与轴承参数之间的函数关系;以瓦块包角为80°、支点偏移量为0.5的四瓦块可倾瓦轴承为研究对象,计算分析其瓦块的摆动特性.理论推导表明,瓦块静平衡摆角只与瓦块结构参数、轴颈相对瓦块偏心率、间隙比有关,而与轴颈转速、油...     

可倾瓦气体动压轴承静特性的研究

介绍了可倾瓦气体动压轴承静特性的计算方法,分析了轴承参数对其静特性的影响,对瓦块支承为刚性、弹性及其组合的可倾瓦轴承的特点进行了阐述,并以设计曲线的形式给出了计算结果。     

微型推力轴承试验台的研制

研究了建立微型推力轴承试验台的必要性及可行性,并利用光干涉法测量可倾扇形瓦推力轴承的油膜厚度及轴瓦变形,直接观察轴瓦的整个油膜厚度场及过载时油膜破裂的全过程,为进一步完善轴承润滑理论和真机的建立提供了依据。     

弹性支承可倾瓦气体动压轴承动特性和稳定性研究

分析和推导了单个弹性支承瓦轴承的瓦面和瓦背的八个动特性系数表达式,并对其计算方法进行了介绍,式中考虑了瓦块惯性和支点摩擦等因素的影响。对瓦背气膜效应定量化,使得理论分析及结果与实际情况更为逼近。此外,还采用单质量转子模型,分析了各种因素对轴承——转子系统稳定性的影响。     

不同轴瓦结构滑动轴承-转子系统的稳定性

针对可倾瓦滑动轴承稳定性机理研究方法不完善的问题,提出可倾瓦滑动轴承三维润滑流场计算方法.该方法基于计算流体动力学软件FLUENT、结合自行开发的动网格算法可对可倾瓦滑动轴承三维润滑流场进行瞬态计算,与转子动力学计算耦合可以得到可倾瓦滑动轴承-多圆盘转子系统在不同转速下的轴心轨迹.对可倾瓦滑动轴承-多圆盘转子系统进行不同转速下的振动试验,测试轴颈的振幅以及涡动中心的偏移情况.结果表明,相比常规固定瓦滑动轴承(圆柱、椭圆和三油楔轴承),可倾瓦滑动轴承得到的轴心轨迹幅值更小、涡动中心沿载荷作用方向下沉更低且偏位角几乎为零,试验结果与理论计算吻合一致.     

径向可倾瓦轴承表面法向变形的有限元分析

用２０节点有限元快速计算径向可倾瓦轴承瓦块,在任意压力分布和温度分布下的弹性变形和热变形,并验证了所编程的正确性和精确度。     

径向固定瓦滑动轴承动特性计算及分析

以径向固定瓦滑动轴承为研究对象,研究载荷和转速对轴承动特性的影响。针对上述目的建立径向固定瓦滑动轴承的数学模型,并基于有限元法对相关方程进行数值求解。通过该方法获得了载荷和转速对径向固定瓦滑动轴承动特性影响的相关规律:动特性系数基本上随转速增加而有所减小,随比压增加而增加,但也因方向的不同导致其变化的幅值出现较大差异。     

推力轴承推力盘热变形研究

依据润滑理论,求得推力轴承瓦面油膜温度场,简化处理后视其为镜板表面温度。采用有限元数值分析方法,对可倾瓦推力轴承推力盘由温度引起的变形进行模拟仿真,并重点介绍了推力盘温度场的加载方法和加载过程。分析结果表明:温差引起推力盘产生热变形,镜板处变形最大,该变形沿径向呈向下凸起。     

大型低速重载径向动压轴承研究

为了开发大型贯流式水轮发电机组径向轴承，在试验台上采用了φ360的模型轴承对φ1740可倾6瓦块原型轴承进行模拟试验研究，最高试验比压3．37MPa、最低线速度3．77m／s、最高线速度22．62m／s。试验表明：载荷、进油压力、转速、进油温度和安装间隙比等，对轴承油温升、油流量、功耗、瓦温及油膜厚度等都存在不同程度的影响，其中载荷和转速的影响比较显。按照模型轴承指导设计的红岩子机组书φ1740轴承已在电站可靠运行，同时开发了径向轴承热弹流计算程序，可以预测径向轴承的油膜压力、油膜温度、油膜厚度、损耗、流量等参数。     

Experimental study of transient thermal elastic hydrodynamic lubrication of tilted thrust bearing under sudden load changes

An experimental study is performed to investigate the temperature response and distribution in a sector tilted pad thrust bearing during the transient periods such as the load on the bearing changed abruptly.Lots of thermocouples are placed on different position such as the pad surface,leading and trailing edge as well as the pad block,and then these thermocouples are used to measure the temperature variation during the transient period.The load on one pad and the displacement of the runner are measured with different sensors.The effects of a sudden load change on temperature at different position of the pads are analyzed according to the experimental data.The influence of different initial conditions and the different load increment on temperature variation at the pad surface and pad body are obtained,and temperature responses at leading edge and trailing edge under different conditions are tested.This experimental study shows a significant effect of load increment and initial condition on the temperature distribution of bearing pad interface under sudden load change conditions,and the measurement of real oil film temperature is difficult due to the large thermal inertia of pad surface.     

二维无旋超音速扩散对称流动控制方程及其特征线方程和相容性方程

通过改变止推气体轴承等间隙的流道结构,对变气膜厚度圆盘止推气体轴承中二维无旋超音速扩散对称流动控制方程进行推导,得出其特征线方程和相容性方程,对所得特征线方程和相容性方程用等间隙气膜内一维超音速流动的解析解进行验算。结果表明,当内点间距合适时,特征线法数值求解与解析解结果十分接近,推导的特征线方程和相容性方程正确。     

小支柱簇双层瓦推力轴承热弹流润滑性能分析

对Alstom公司三峡小支柱簇双层瓦试验推力轴承进行了热弹性流体动力润滑性能有限元分析。采用推力轴承润滑计算的有限元程序，并借助结构有限元程序ADINAT、ADINA的热传导和热弹变形分析功能，形成了一套完整的推力轴承热弹流动力润滑性能分析软件。物理模型包括润滑油膜、推力轴承和镜板推力头。对三峡试验推力轴承性能的计算结果和测量结果进行了对比分析。分析结果表明，计算结果和实测的结果吻合，试验模型使用的小支柱簇双层瓦可有效地控制瓦的热弹变形，进一步优化小支柱的弹性，还可补偿镜板的大部分变形。     

V-Gap度量磁悬浮推力轴承系统H∞控制器设计

磁悬浮压缩机变叶尖间隙喘振控制策略的实现,需要推力轴承系统控制转子精确跟踪轴向位置以及应对轴向载荷多变的问题。为保证磁悬浮推力轴承系统鲁棒控制器能够满足一定的位置跟踪和抗干扰性能,对磁悬浮推力轴承系统建模,将V-Gap度量与广义稳定裕度评价结合设计H_∞控制器。介绍了V-Gap度量和广义稳定裕度,对推力轴承系统建模利用V-Gap度量定量分析系统参数不确定性对被控对象的影响程度;在混合灵敏度H_∞控制基础上,提出以广义稳定裕度为稳定性要求的控制器设计方法,并试验验证该方法合理性。研究结果表明:设计后控制器具有更好的鲁棒性及位置跟踪性能。     

滑动轴承支承转子系统非线性不平衡响应研究

本文使用非线性分析方法，研究了透平机械中常用的几种滑动轴承支承转子系统的非线不平衡响应问题。联立动态Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程和转子运动微分方程，通过数值逐步积分法，求解了具有大不平衡的转子的运动轨迹极限环。研究结果表明：可倾瓦轴承抑制大不平衡振动的能力最强。其次是圆轴承。而椭圆轴承和三油叶轴承较差。     

惯性及滑移对EMP推力轴承的影响研究

为了考察界面滑移和流体惯性对水润滑弹性金属塑料(EMP)推力轴承润滑性能的影响,从连续性方程和Navier-Stokes方程出发,推导出在圆柱坐标系中考虑了界面滑移和流体惯性影响的雷诺方程,并采用有限差分法对其进行数值计算.计算结果表明:界面滑移现象的出现将降低10%左右的水膜压力和轴承承载能力,而流体惯性力的存在增大了1%左右的水膜压力和轴承承载能力;随转速的增大,界面滑移现象对水膜压力和轴承承载能力的削减程度明显增大,水膜压力和轴承承载能力将降低50%左右.     

外加磁场淬火时瞬态温度场的数值模拟

在前期已提出的热传导方程的基础上,将外加磁场的作用视作一附加能量项,利用相变点附近铁磁材料比热和热膨胀系数的反常现象,建立包含磁场作用的热传导控制方程,应用有限元算法对中碳钢淬火却过程进行计算机数值模拟分析,定量求解热磁耦合作用下的瞬态温度分布。     

机载雷达舱瞬态温度场的数值模拟

针对机载雷达舱瞬态温度场的分析与计算问题,引入壁面热流函数,简化了雷达舱外复杂的热边界条件,针对雷达舱内电子设备热物性参数的不确定性,提出了一种简化的工程计算方法.分析了雷达舱内辐射-导热-对流耦合换热作用,建立了雷达舱动态热平衡方程,在结合雷达舱环控系统的基础上,采用蒙特卡罗法求解舱内设备之间的辐射换热,采用热网络法求解雷达舱内的耦合换热,获得了雷达舱内的瞬态温度场,分析了不同初始状态及飞行工况对雷达舱瞬态温度场的影响,为机载雷达舱设计及相关研究提供了重要依据.