极端工况静压支承润滑状态的微间隙油膜形貌表征

极端工况条件下静压支承运行过程中的极易发生摩擦学失效且润滑状态极难获得,为解决此技术难题,设计一种新型油垫可倾式静压支承结构,形成静动压混合推力轴承,提出利用微间隙油膜形貌来表征静压支承润滑状态的想法。针对新型双矩形腔油垫可倾式静压支承,建立温升和功耗、热固耦合变形、流固耦合变形及油膜形状等数学模型。分析极端工况下微间隙油膜温度场和油膜压力场分布特征,求得摩擦副热力耦合变形,获取三维油膜形貌,判断静压支承润滑状态。搭建油膜厚度测量装置,获得油膜厚度状态,验证理论分析和数值模拟所获得的油膜形貌的正确性。结果表明：极端工况下该结构润滑效果大大改善,轻载高速时热变形起主导作用,油膜厚度差异较大。低速重载时力变形占主导地位,油膜较平滑。油腔外侧封油边交角处变形最大,此处油膜最薄,易发生摩擦学失效。     

飞机水平盘旋下弹性支承转子的特性研究

为研究转子系统在一定的外激励下的特性,使得研究与实际状况更加吻合,采用Jeffcott转子弹性支承模型,建立飞机处于水平盘旋状态下弹性支承转子系统的运动微分方程.运用Runge-Kutta数值法研究了飞机水平盘旋下处于一定角速度的刚性和弹性不同支承情况下的瞬态响应,并对仿真结果进行对比分析.结果表明,由于弹性支承使其转轴刚度降低,其临界转速随之降低;处于同一角速度下的弹性支承比刚性支承进入稳定振动的时间长,比刚性支承振动幅度大;弹性支承和刚性支承在同样的情况下转动都会产生稳定的周期解;因此可以通过对转子系统支承刚度的适当调节,可以达到优化系统性能的目的.     

新型胶印机递纸吸嘴机构动态性能分析

为了满足胶印机高速生产时平稳输送纸张的要求,针对正处于研制的新型共轭凸轮递纸吸嘴机构进行了高速工况下的理论动态分析.在将递纸吸嘴机构看成是一个弹性系统的条件下,以动力学理论为基础,通过适当的假设,建立了机构的简化动力学模型及其运动微分方程.根据企业提供的基本数据运用数值算法,经过计算得出了机器在最高运行速度下机构的动态响应和动态运动误差.结果表明,在高速工况下这种具有几何封闭的递纸机构不能满足高速印刷机输纸的要求,可通过参数优化改进机构的设计.本研究可为高性能的印刷机研制提供参考.     

高速重载工况Hamrock-Dowson膜厚公式的适用性研究

采用新型润滑油在高速重载工况下研究Hamrock-Dowson膜厚公式的适用性。研究结果表明,在高速重载工况下,Hamrock-Dowson膜厚公式会带来较大误差,数值解得到的膜厚可达Hamrock-Dowson膜厚公式的2～4倍。所以随着弹流理论的发展和计算技术的飞速进步,润滑设计应不再过多的依赖于各种经验公式,可通过计算软件数值仿真和试验研究来实现。     

含局部支承弹性地基板弯曲问题的迭代解法

研究了任意载荷作用下含局部支承弹性地基板在典型边界条件下的弯曲问题。首先利用纳维解和卷积叠加方法给出了任意载荷作用下无局部支承弹性地基板在典型边界条件下的解析解,然后采用未知待定反力来处理局部支承的影响,这些未知反力可以采用迭代格式进行求解。在此基础上建立了一种求解含局部支承弹性地基板弯曲问题的迭代解法。最后给出了数值算例来说明本文方法的具体应用,所得结果和有限元方法结果吻合较好。     

支承刚度对输流管道振动特性的影响分析

为研究实际支承条件下管路系统的振动特性,文中采用一端固支一端具有弹性约束梁的前两阶振型来近似相同边界条件下输流管道的前两阶振型．通过拉格朗日方程推导出了带有弹性约束管道系统的控制方程,利用模态法对其进行求解,分析了支承刚度对梁前两阶振动特征值的影响,并分析了支承刚度对管道固有频率、跨中最大振动位移和动静失稳临界流速的的影响．研究结果表明：支承刚度在0～1000N／m范围内对固有频率影响不大,当支承刚度大于1000N／m对固有频率有明显影响;随着支承刚度的增大,管道系统的首次失稳形式由动态失稳变为静态失稳．     

箔片动压气体轴承在低温透平膨胀机中的应用

箔片动压气体轴承(CFB)采用弹性支承和顶层平箔组成的弹性箔片结构,具有极端环境下良好的抗转子不对中和高速下的抗涡动性能,对于实现低温透平膨胀机高效稳定运行具有重要意义。回顾了国内箔片动压气体径向轴承在低温透平膨胀机中的应用,阐述了分段弹性支承、粘弹性支承、波箔箔片、鼓泡箔片等几种典型箔片轴承在高速透平膨胀机上的研究进展及其支承特性。进一步分析对比了上述轴承对高速低温透平膨胀机转子动力学和气动特性的影响规律,结果显示CFB具有优异的静动态特性,能够实现高速低温透平膨胀机的稳定运转,与此同时保证了低温透平高速转子较小的同步涡动和稳定的轴心位置,在高速透平机械的应用领域具有重要价值。     

含局部支承弹性地基板弯曲问题的迭代解法

研究了任意载荷作用下含局部支承弹性地基板在典型边界条件下的弯曲问题。首先利用纳维解和卷积叠加方法给出了任意载荷作用下无局部支承弹性地基板在典型边界条件下的解析解，然后采用未知待定反力来处理局部支承的影响，这些未知反力可以采用迭代格式进行求解。在此基础上建立了一种求解含局部支承弹性地基板弯曲问题的迭代解法。最后给出了数值算例来说明本文方法的具体应用，所得结果和有限元方法结果吻合较好。     

轮轨耦合高速电梯导轨振动特性分析

电梯的不断提速使得导轨的振动越来越明显,降低了高速电梯运行的舒适性和安全性。因此,对在高速状态下电梯导轨振动响应的研究势在必行。文章基于达朗贝尔原理,从轮轨及滚轮与轿厢间的相互作用关系出发,建立了轿厢—滚轮—导轨大系统的耦合动力学模型;采用变量离散下的新型显式二步数值积分法,借助MATLAB软件进行数值仿真,研究了各结构参数对导轨振动的影响规律。结果表明:高速电梯轿厢系统与导轨耦合作用下,导轨的水平振动响应不可忽略且表现出振动挠度和震荡2种形式;导轨表面不平度主要影响导轨震荡,且幅值随其表面不平度增大而增大;轮轨预紧力对导轨振动挠度和震荡均有显著影响,当预紧力取值分别为10、20、40 N时,导轨振动挠度幅值分别为1.9×10~(-5)、3.4×10~(-5)、6.8×10~(-5)m,其振动挠度近似成倍增加,同时导轨的震荡幅值则逐渐减小。     

JX493柴油机润滑系统分析及改进

通过利用流体仿真软件flowmaster对JX493柴油机润滑系统进行了一维建模,依据所建模型并利用节点压力网络算法对该润滑系统各处的压力、流量进行了仿真计算。根据计算结果对所建模型进行验证,将主油道压力的仿真值与机油泵性能试验中获得的主油道压力的试验值进行比较,两者结果基本吻合,说明所建模型准确。在发动机转速范围之内(1 000~3 600 r/min)选取6个不同的工况对润滑系统进行计算,通过计算分析发动机在不同转速下该系统的流压变化特性,并针对在高转速时机油泵供油量过大而造成驱动功损失的这一情况,对润滑系统进行改进采用叶片式变排量机油泵代替原有的定排量机油泵重新进行仿真模拟计算。根据计算结果比较两者机油泵在相同工况下的驱动功率,当发动机转速为3 600 r/min时,变排量机油泵的驱动功率相比定排量机油泵降低了33.7%,说明通过改进后柴油机在高速工况下的机油消耗量减少。     

A visualization fatigue analysis of a pipeline joint in a special medium environment

In this paper,authors have discussed predominately unidirectional Fluid Structure Interaction,i. e. a given field in which a high speed/pressure and high temperature thermal flow affect the interface between pipelines joints. Surface forces at the fluid-structure interface allow designers to investigate the effects of fluid flow on the structural deformation and stresses. Possible failure modes have been compared with different loads from steady thermal flow analysis results. CFD code SC/Tetra and FEA code ANSYS are used in this study. These studies can be used in protecting certain fatigue failures for pipeline joints under critical cyclic load conditions from both thermal expansion and hydraulic pressure in municipal and environmental engineering applications as well as oil and gas fields.     

基于拓扑优化技术的光电平台弹性轴优化设计

竖直方位弹性轴系是机载光电平台关键部件以及主要承受载荷的部件,由于其负载重大,所以竖直弹性轴的强度、刚度与基频频率将直接影响光电平台的跟踪精度与稳定性。本文采用拓扑优化技术结合挠性设计思想对弹性轴进行结构优化设计,合理布置加强筋位置,弹性轴质量减轻38.5%,壁厚减小40%,基频数值提高19.7%,且在高温载荷下由于温度应力引起最大变形量减小23%,在不影响机械性能以及热性能的前提下优化结构,减轻了重量。     

有限长轴颈轴承的弹性流体动力润滑分析

为研究变形对有限长轴颈轴承弹流润滑特性的影响,利用Winkler弹性基础模型对其进行分析,使用压力和膜厚双重迭代方法进行数值模拟求解。其结果表明:载荷越大,刚性轴承与柔性轴承的油膜压力和厚度差异越大;在轴承表面变形的条件下,随载荷的增大,偏心率随转速增大而减小的幅度变小,偏位角随转速增大而增大的幅度亦变小;随转速的增大,偏心率随载荷增大而增大的幅度变大,偏位角随载荷增大而减小的幅度亦变大。此外,还研究了在定载荷条件下轴承宽度、厚度、润滑油黏度、间隙等参数对油膜压力、厚度及破裂位置的影响规律。该研究成果可为轴颈轴承的设计及其性能计算提供相应的理论参考。     

一种非圆零件的磨削加工的液压弹性进给驱动机构

液压弹性进给驱动是利用弹性波纹管作为驱动元件,当高压油液被引入波纹管内时将引起其线性伸长并对支架的垂臂产生一推力,该力将进一步引起水平弹性臂变形而引起研磨头位移.在弹性范围内变形位移与工作压力成正比.因而控制压力的波形即可得到所需要的研磨头的运动轨迹.压力波形由一压力控制阀实现.本文对研磨头位置精度及由此引起的非圆零件表面加工质量有重要影响的动态特性作了理论分析,并设计实验验证了液压弹性进给装置的性能,此装置在研磨头与非圆零件外轮廓接触时对磨头施加一恒定的力以模拟研磨力.实验结果证明进给驱动的刚度足够大,能够保持研磨位置精度.     

BEM Simulation on Elastic Deformation of Oil Film Bearing in Low Speed and Heavy Load Rolling Mill

1 Introduction Oil-filmbearing of rolling mill belongs to thick fil mlubrication. The current regularity of partial load e-nough certificates that partial load behaviors is the major causes that result in short-life and abnormal failure .Therefore ,howto decrease and eli minate partial load behaviors has become ani mportant wayto prolong bearinglife ,the exact elastic deformation of low-speed and heavy-load bearing under partial load helps tofurther analyzeits lubrication mechanism.Thelubricat…     

罐区重质气体泄漏扩散的数值模拟分析

采用Fluent软件对油库罐区危险重质气体不同工况下的泄漏扩散过程进行了数值模拟研究。结果表明:卧式储罐垂直方向发生泄漏时,重气云团在地表附近重力沉降,气体浓度上升明显,整个罐区处于爆炸极限范围内,危险性较大;罐组边缘位置的储罐发生泄漏时,气体扩散速度快,但浓度较低;罐组中间位置的储罐发生泄漏时,气体扩散速度慢,容易达到爆炸浓度极限。当风速为0.95 m/s时,重质气体的扩散速度随着风速的增加而增加,气体浓度上升明显;当风速达到1.7 m/s时,气体浓度达到峰值,然后随着风速的继续增大,气体浓度慢慢降低。     

Tribological properties of CrN coating deposited on 20CrMo against tin bronze

A CrN coating was deposited on the piston pin material 20CrMo. The tribological properties of 20CrMo and CrN coating against tin bronze QSn7-0.2 were compared by pin-on-disk tests under dry friction and oil lubrication, respectively. The cross-sectional morphologies and structures of the coating were characterized through scanning electron microscopy and X-ray diffraction. The hardness, elastic modulus, and adhesion strength of the coating were tested through nano-hardness and scratch tests. The wear tracks were tested with an optical profilometer, and wear volume was calculated. Under dry friction conditions, the CrN coating exhibited a significantly stable friction coefficient and a relatively lower wear rate against QSn7-0.2 at various temperatures compared with 20CrMo. The wear rate decreased by 98.5% at 700°C. Under poly-alpha-olefine lubrication, the CrN coating reduced the load effect on the friction coefficient. Under engine oil 5 W40 lubrication, the CrN coating improved the tribological properties under high speed and heavy load conditions. Simultaneously, the CrN coating changed the friction and heat flow with increasing temperature.     

宾汉流体在环空中温度分布规律研究

在钻井及采油工艺中许多流体表现为非牛顿宾汉流体特性,在现场施工中其流动换热特性将直接影响到井底参数的确定.从流体动量方程和能量方程出发,结合宾汉流体的本构方程,建立了宾汉流体环空中流动和换热充分发展时的控制方程组,并在恒壁温边界条件下对方程组进行了求解.得到了宾汉流体在环空中的温度分布规律.结果表明,宾汉流体截面上的温度分布与速度分布近似;等速核内温度随着压力梯度的增加而增加,随着屈服应力的增加而减小,随着视粘度的增加而增加;但等速核内的温度并不相等.