多孔质气体静压径向轴承的Fluent仿真与实验研究

多孔质气体静压轴承相比传统的小孔节流轴承具有更高的承载能力,更好的稳定性及便于加工等优点。应用基于有限体积法的软件Fluent分析偏心率、多孔质材料渗透率、轴承长径比和平均气膜厚度等关键因素对多孔质径向轴承静态性能的影响,分析结果显示,在给定轴承平均气膜厚度的情况下,存在最佳的渗透率区间使得承载能力最大,增加轴承长径比和减小平均气膜厚度均可以提高多孔质径向轴承的承载能力及刚度,但需要根据加工装配工艺要求及实际工况选择合适的参数。设计制造中心供气新形式的多孔质径向轴承,通过仿真得到气膜间隙的压力分布及承载能力,并通过实验验证仿真结果的正确性。仿真和实验结果表明,该结构形式的多孔质径向轴承承载性能优良。     

基于分形理论多孔质石墨渗透率的研究

针对用于多孔质气体静压轴承的多孔质石墨结构的复杂性,从其结构形成机理出发,利用分形几何理论, 对多孔质气体静压轴承性能的影响起至关重要作用的渗透率进行研究,并建立多孔质石墨渗透率与其分形维数之间的定量关系,使多孔质石墨的宏观参数与微观结构建立联系。利用Matlab软件编写的程序,对多孔质石墨的组织结构进行分析,确定孔隙的分形维数,通过模型求得多孔质石墨的渗透率,并通过试验验证了模型的正确性。     

基于分形理论的多孔质气体止推轴承倾斜研究

多孔质节流器表面孔隙分布的不均匀性会导致多孔质气体轴承的倾斜。为寻找一种合适的方法来评价渗透率分布对多孔质轴承倾斜的影响,通过图像采集得到多孔质节流器表面孔隙的局部分形维数,然后利用局部分形维数的分布情况来评价渗透率的不均匀性,并提出分形维数分布向量来评估多孔质轴承的倾斜。通过实验测量多孔质轴承工作状态下的倾斜角度和方向。实验结果表明,该方法可以在不破坏多孔质节流器的情况下很好地预测多孔质轴承的倾斜:局部分形维数分布越集中则表明多孔质节流器的渗透率越均匀;根据分形维数分布向量的模可判断出轴承倾斜的角度大小,轴承倾斜的方向和分形维数分布向量的方向和达到了很好的吻合。     

多孔质静压气体轴承材料的研究

文内介绍了用粉末冶金材料制造多孔质静压气体轴承的优点、多孔质材料的制造工艺、加工静压气体轴承的方法与所使用的刀具、影响多孔质材料透气系数K值的主要因素及所采取的相应措施。附图2幅。     

基于分形理论多孔质石墨渗透率的研究

针对用于多孔质气体静压轴承多孔质石墨结构的复杂性。从其结构形成机理出发。利用分形几何理论，对多孔质气体静压轴承性能影响起至关重要作用的渗透率进行研究。并建立多孔质石墨渗透率与其分形维数之间的定量关系。使多孔质石墨的宏观参数与微观结构建立0联系。     

局部多孔质气浮止推轴承的设计研究

建立了局部多孔质气浮轴承的理论模型,该模型考虑了轴承气膜交界面处的切向速度滑移。利用有限元方法对所建立的模型进行了理论仿真,轴承静态特性的仿真与试验结果取得了较好的一致性,说明经过修改后的雷诺方程可以用来作为局部多孔质气浮轴承研究的理论模型。利用该模型成功计算出不同渗透系数、不同厚度及不同直径的局部多孔质气浮轴承的流量、承载及刚度特性,并给出了相应的变化曲线。根据仿真结论,提出了局部多孔质气浮止推轴承的设计准则。另外,从理论上将该类轴承与全多孔质类型气浮轴的承特性进行了对比,表明局部多孔质气浮轴承有着优良的特性,有很好的应用前景。     

多孔介质空气轴承静态特性仿真分析

多孔介质空气轴承作为气浮导轨的关键零部件,其静态特性对导轨性能至关重要。采用有限体积法进行了多孔介质空气轴承静态特性仿真,设计了多孔介质平板试验。采用可压缩Forchheimer方程获得多孔介质的渗透率系数;采用X-ray断层扫描方法分离了多孔介质内部孔隙结构,并将孔隙结构细分获得孔隙度。分析了多孔介质CT三维扫描图像的最小重复单元。基于CFD方法对多孔介质空气轴承静态特性进行了数值模拟,对网格数量无关性进行了验证。结果表明:通过合理设计多孔介质的形状和大小以及气膜的厚度,空气轴承能够获得较好承载力和静刚度。     

多孔质气体静压径向轴承倾斜状态特性研究

为研究倾斜状态对多孔质气体静压轴承性能的影响,基于一维流动模型应用有限元方法对多孔质气体静压轴承进行数值分析,研究渗透率、初始偏心距、倾斜角度等重要因素对多孔质径向轴承承载能力和弯矩的影响。结果显示:轴承初始偏心距对轴承承载能力影响很大;在相同初始偏心距时,倾斜状态下的径向轴承承载能力随着轴承倾角的增大而增大;在相同倾斜角度时,径向轴承承载能力分别随着轴承初始偏心距和轴承渗透率的增大而增大,并且初始偏心距越大,渗透率对承载能力的影响越大。     

多孔质电极电火花加工工艺

多孔质电极电火花加工采用多孔材料作为工具电极。多孔质电极由紫铜颗粒经高温烧结获得,在加工过程中可利用颗粒间孔隙形成的流道实现分布式的全向内冲液。通过制备符合电火花加工要求的多孔质电极并搭建实验系统,对多孔质电极的电火花加工性能进行了实验研究。经与实体电极进行对比发现,在工件上表面加工较浅的型腔时,由于多孔质电极表面不平整,易发生大量的侧向放电,其在材料去除率方面与实体电极相比没有优势;而在深孔中加工时,由于排屑条件恶化,采用多孔质电极后可利用分布式的内冲液极大改善极间状态,并可采用不抬刀方式加工,相同条件下材料去除率达到实体电极的4倍。     

空气静压多孔质止推轴承多孔质圆板的变形

在获取空气静压多孔持轴承的静态性能的过程中，有很多问题需要慎重考虑，其中包括惯性效应，速度滑移，多孔质渗透率的变化，多孔质表面粗糙度以及多孔质平板的变形，给出了止推轴承中多孔质平板的变形原理以及相应的粘结剂的弹性变形，同时给出了测量多孔质平板变形的方法和相应迭代方法的原理。     

随机孔径对非均质多孔泡沫材料渗透性影响的数值模拟

根据多孔泡沫材料的微观结构,建立了非均质多孔泡沫材料随机模型,引入孔隙均匀度参数表征孔径的随机分布,采用Ansys有限元软件对非均质多孔泡沫材料内空气的流动过程进行数值模拟,提出了非均质多孔泡沫材料渗透率的函数式,研究了随机孔径对非均质泡沫材料渗透性的影响。结果表明:所建立模型的模拟结果与参考文献的试验结果吻合较好;孔隙率和孔隙均匀度同时影响非均质多孔泡沫材料的渗透率,孔隙率越大渗透率越大,孔隙均匀度越大渗透率越小。     

多孔聚酰亚胺保持架材料微孔性能的影响因素

采用冷压-烧结成型工艺制备多孔聚酰亚胺保持架材料,利用高压孔隙结构仪测试多孔材料微孔参数,研究原材料、聚四氟乙烯含量、压制成型工艺及烧结成型工艺等不同因素对多孔材料微孔性能的影响,结果表明：聚酰亚胺粉粒径减小,材料微孔直径减小,孔隙率增大;聚酰亚胺粉平均分子量增大,材料微孔直径和孔隙率均减小;聚四氟乙烯含量增加,材料微孔直径和孔隙率先增大后减小,当聚四氟乙烯含量为20%时,材料微孔直径和孔隙率达到最大值;单位面积成型压力增大,材料微孔直径、孔隙率急剧减小,成型压力大于20 MPa后减小缓慢;随保温时间增加,材料微孔直径先减小后增大,孔隙率先增大后减小,可选择合适的保温时间,使材料微孔直径及孔隙率达到最佳。     

流体静压多孔质球面轴承静态性能分析

对流体静压多孔质球面轴承进行理论分析,给出了其有限元计算方法,同时利用实验验证理论计算的正确性。结果表明,气体静压实验数值和有限元计算结果吻合良好,实验数值和有限元计算结果之间的误差小于10%,产生误差的原因是有限元数值计算没有考虑到流体的惯性效应、速度滑移、多孔质球窝的变形以及轴承表面粗糙度的影响;气体静压球面轴承的承载能力和静态刚度明显小于液体静压球面轴承,气体静压球面轴承刚度低的主要原因是所用的多孔材料孔隙度较大,即多孔材料的渗透率较大。     

气浮测量装置精密大理石平台的研磨方法

气浮测量装置属于二自由度龙门式测量装置。运动滑块装配在花岗岩大理石导轨上,滑块内装有多孔质气浮轴承,气体通过空气过滤器和精密减压阀提供给气浮轴承保证滑块在导轨上基本无摩擦运行。气浮测量装置安装在精密花岗岩大理石平台上。研磨过的大理石平台平面度和光洁度达不到测量和装配要求,为了进一步提高大理石平面的精度,对大理石平面进行再次研磨。研磨前要进行研磨平板、磨料、研磨液和电子水平仪的选型,实验中用电子水平仪进行平面度的反复测量和用研磨平板进行反复研磨。测量结果显示的大理石平面度的精度较研磨前有明显提高。     

气体静压多孔质止推轴承静态特性的理论发展

多孔质材料被用来作空气静压轴承的节流器在过去已经广为报道了。多孔质材料节流器化传统的了流器具有一些显的优点,如设计和制造简单,很高的承载能力和刚度,更优越的尼特性以及体成。甚至更加复杂的几何结构如球轴承,空气静压丝杠也能够很容易获得,到目前为止,止推轴承尤其是圆板状的止推轴承是进行理论分析的最简化的几何模型,同时也是报道最多的。本首先介绍多孔质空气静压轴承的理论,接着着重介绍多孔质止推轴承的理论发展,最后,作讨论了关于多孔质介质的进一步研究的方向。     

高速气动涡轮气体多孔质径向轴承结构设计和性能分析

由于涡轮转子和涡轮喷杯的悬臂作用,高速气动涡轮在工作中易发生转轴倾斜现象。为探讨轴径倾斜对多孔质气体径向轴承性能的影响,设计双槽型和单槽型2种多孔质气体径向轴承结构,并分析多孔材料的变厚度分布、偏心率和倾斜角大小等结构误差和系统运动误差对轴承性能的影响。结果表明:在偏心率一定的情况下,双沟槽结构的刚度和承载能力高于相同条件下的单沟槽结构,并且在高速运转状态下,随着倾角的增加双沟槽结构具有更高的垂直力矩和水平力矩;当偏心率增大时,双沟槽的刚度高于单沟槽,所以双沟槽具有更好的抗倾斜能力;当气膜厚度增加时,2种结构的垂直力矩和水平力矩都下降,说明气膜厚度对轴承抗倾斜能力具有一定影响。     

三轴气浮转台空气轴承大球的研磨

本文介绍了三轴气浮转台的支承轴承用的高精度大球的研磨工艺.这种轴承的精度和表面光洁度都很高,加工很困难.为实现加工高精度的大球,本文从研磨装置的设计,磨具、磨料和润滑液的配制,工艺操作进行了阐述.研磨装置的设计结构简单、制造方便,可加工球的尺寸范围广,工艺稳定,大球车加工后即可直接进行研磨,按着所规定的工艺程序即可完成高精度大球的加工.研磨加工φ120mm大球的结果是;不球度为0.2—0.3μm,光洁度▽₁₂级.研磨φ200mm大球的结果是;不球度为0.4μm,光洁度▽₁₁级.经三轴气浮转台实际使用,效果很好.     

影响空气静压多孔质轴承静态性能的有关因素

多孔质材料节流器比传统的节流器具有显著的优点，如设计和制造简单、很高的承载能力和刚度、优越的阻尼特性，甚至更加复杂的多孔质空气静压丝杠螺母副也能够获得。在对多孔质气体静压轴承分析时，多孔质材料内部流体的惯性效应以及多孔质轴承表面的速度滑移对所建立的简化数学模型的应用是一个很大的障碍，给出了在得到多孔质轴承的静态特性时需要考虑的问题，如惯性效应、速度滑移、多孔质表面粗糙度以及多孔质平板的变形等。     

基于深度学习的多孔材料渗透率预测研究进展

渗透率作为描述多孔材料流动性能的重要指标,在机械、能源等领域有着广泛的应用。经验关系式作为传统的多孔材料渗透率预测方法,往往通过实验统计法建立,在通用性、预测精度方面存在不足。近年来,基于深度学习构建渗透率预测模型的方法受到了众多学者的关注,在解决经验关系式存在的不足方面表现出很好的前景。为此,围绕基于深度学习的多孔材料渗透率预测建模方法,首先阐述了深度学习技术在结构模型重构中的应用及发展趋势,然后综述了结构参数-渗透率、图像-渗透率以及图像-流场-渗透率快速预测建模方法的基本原理和研究进展,最后展望了该领域的研究方向,以及对多孔材料制造系统性能提升方面的前景。     

国外多孔质静压气体轴颈轴承理论分析的发展

静压气体轴承的类别按照供气形式分为:1.多孔轴承(Multi-holes feeding),2.多孔质轴承(Porous bearing),3.狭缝供气轴承(Slot-fed bearing),4.表面节流轴承(Surface restriction).多孔质轴承采用多孔质材料作为其轴承表面和节流器,整个轴承面均布微小的供气孔,气体通过多孔质材料由供气区进入轴承间隙.用于多孔质轴承的材料包括以青铜、铝、铅、钛、锡等为主的金属系材料和以石墨、碳纤维、氧化铝、碳化硅等为主的非金属系材料,并根据多孔质材料构成轴承面的形式,轴承面可分为:原样使用多孔质材料的“表面孔无阻塞”和由于机械加工而使其表面小孔阻塞的“表面孔阻塞”两种类型.由于多孔质材料的特性,压力气体通过时产生的节流效应比一般其它供气形式的轴承效果要好,因此大大提高多孔质轴承的承载能力,并且由于轴承间隙——侧是透气性材料,在轴承动载时,允许气体在其中流动,故多孔质轴承具有更好的阻尼特性.