基于疲劳与磨损的曲轴主动再制造时机选择

为了解决再制造时机不确定问题,从疲劳和磨损两方面研究了曲轴的主动再制造时机。根据疲劳强度冗余因子及最小油膜厚度临界阈值,提出疲劳主动再制造时机与磨损主动再制造时机的概念。运用非线性多体动力学软件AVL-EXCITE,建立了柴油机连杆大头轴承的弹性液体动力润滑仿真计算模型,用于计算轴承的最小油膜厚度,并以Holland法验证模型的可靠性。综合考虑疲劳和磨损主动再制造时机,建立了曲轴主动再制造时机选择流程,以确定曲轴的最佳再制造时机。以某型号柴油机曲轴为例,验证了所提方法的有效性和可行性。     

动压径向滑动轴承油膜力场的模拟与数值计算研究

建立了滑动轴承数值计算模型和有限元模型,通过计算软件求解滑动轴承的油膜压力,分析比较了不同转速和不同偏心率下滑动轴承油膜压力场的分布和油膜压力极值的变化,并通过数值计算方法得到了稳定性临界曲线。计算结果表明:在转速一定时,随着偏心率的增加,油膜压力逐渐增大,压力极值增加,且增加速率逐渐增大;在偏心率一定时,随着转速的增加,油膜压力逐渐增加,压力极值呈线性增长。模拟结果和理论结果基本吻合,并进一步通过稳定性曲线与先前研究人员曲线和实验结果对比,更加验证所建立数值模型和有限元模型的准确性,为下一步研究形位误差对滑动轴承的影响提供依据。     

基于双向流固耦合弹性环式挤压油膜阻尼器建模及动力学特性研究

利用数值方法建立了弹性环式挤压油膜阻尼器(ERSFD)的流固耦合模型,分别利用有限元方法以及有限体积法建立了弹性环和内外油膜的CFD数值模型,并进一步利用分时迭代的弱耦合方法实现了油膜以及弹性环控制方程的耦合求解,获得了内油膜的压力分布特性及弹性环的变形,并进一步识别了油膜和弹性环的动力学特性系数;研究了涡动频率、凸台数目、凸台高度、凸台宽度以及弹性环厚度对阻尼器动力学特性系数的影响。结果表明,弹性环的凸台高度对ERSFD油膜动力学特性系数的影响最为明显,ERSFD油膜阻尼与涡动频率无关。     

核反应堆主冷却剂泵电机主推力轴承失效分析

针对核反应堆主冷却剂泵三种典型惰转工况,利用流体力学、摩擦学基本原理计算出各工况中主推力轴承最小油膜厚度的变化情况;对比分析轴承温升和摩擦因数辅助判断各时段轴承的摩擦状态。通过对比分析得出结论:当主泵转速高于安全转速621 r/min或惰转时间低于23 s时,轴承始终处于较理想的润滑状态;主泵转速低于危险转速88.96 r/min时,轴承润滑状况恶化,磨损失效风险增大。采用变化分析法得出轴承无顶轴油惰转失效的根本原因是顶轴油管路功能部分失效,并对当前采取的改进措施进行分析评估,为该型主泵顶轴油管路的进一步改进及惰转运行操作提供了理论依据。     

300 MW机组汽轮机轴瓦油膜振荡分析与处理

天津华能杨柳青热电有限责任公司8号机组汽轮机运行中3号轴瓦发生故障,通过分析轴瓦Y向振动趋势图、轴承Y向振动异常点频谱图,确定振动原因为油膜激振。分析出现故障的原因为轴承间隙配合超标、轴瓦压比小、轴瓦载荷分布不合理等。并采取调整轴瓦压比、减小轴瓦顶隙、调整轴瓦标高等手段来提高轴瓦稳定性,进而消除油膜振荡的隐患。     

冲压自动化生产线清洗机油膜厚度控制方案研究

针对冲压自动化生产线板料表面油膜厚度过厚造成成形零件质量变异、油耗成本增加及降低白车身焊装质量等问题,介绍了冲压线清洗机的结构及工作原理,并结合工程实践验证清洗机喷油泵压力与流量线速度、挤干辊压力等工艺参数对板料油膜厚度的影响,在此基础上形成板料油膜厚度优化方案,并以某车型侧围外板为载体进行生产试验。试验结果表明,通过采取优化方案,油膜厚度由2.3～3 g/m~2降低至1.3 g/m~2,符合汽车钣金油膜厚度技术标准,可为自动化冲压生产线清洗机工艺参数的优化及冲压车间质量控制提供借鉴。     

海面油膜的偏振反射特性仿真实验

为了给海面溢油污染识别检测提供理论基础,根据菲涅尔反射公式的偏振反射系数,结合偏振双向反射率因子和粗糙海面的概率密度分布函数,建立了完善的pBRDF模型,仿真在不同太阳入射角度、不同探测器观测角度以及不同海面风速风向等条件下海水和油膜的偏振反射分布函数。结果表明:海水和油膜太阳天顶角为53°和56°时P偏振反射率分别为1.0×10^-5和2.5×10^-5,S偏振反射率随着太阳天顶角的增加而增加;海面风速越大偏振反射率峰值越小;海面风向只改变pBRDF的空间位置;海水和油膜线偏振度空间分布有明显差异。搭建实验平台相机以40°拍摄时,得出海水和油膜的线偏振度分别在0.2~0.4, 0.5~0.7之间,同时表明利用偏振探测获取目标场景的偏振度和偏振角图可提高图像质量。     

悬浮于润滑油中的颗粒运动分析及其对油膜压力的影响

对含有固体颗粒的局部润滑流域建立格子Boltzmann(LBM)离散模型,分析固体颗粒在润滑油中的动力学特性;考虑颗粒形状的影响,推导计入单个固体颗粒运动的润滑方程,并分析得到油膜压力;将油膜流动特性与颗粒动力学计算相结合,分析不同形状的颗粒运动对于油膜压力的影响。分析发现,当颗粒进入润滑油后,经过很短的瞬时颗粒就会达到一个瞬态稳定的状态,无论颗粒在油膜厚度方向的初始位置位于两壁面之间的中线上侧还是下侧,颗粒都会向中线位置移动;当颗粒速度为0时对于油膜压力的影响较大,随着颗粒速度逐渐增大,颗粒对于油膜压力的影响逐渐减小;当颗粒的宽度在油膜厚度方向相同时,长宽比越大的颗粒对于油膜压力的影响也越大;当颗粒长轴相等时,颗粒在油膜厚度方向的宽度越大,则其对于油膜压力的影响也越大,即颗粒形状对于油膜流动的阻碍能力越强,则其对于油膜压力的影响越大。     

柱塞副微观表面对间隙油膜压力的影响

根据分形理论中的W-M函数建立柱塞与缸体孔表面三维形貌数学模型,并利用MATLAB软件编写程序,分析分形维数对表面微观形貌的影响。将柱塞副间隙油膜沿轴向展成平面,建立油膜厚度及压力分布计算模型,采用有限体积法求解二维雷诺方程,分析粗糙度对柱塞副间隙油膜压力分布的影响。结果表明:随着分形维数的增加,柱塞表面粗糙度呈增加趋势,且表面粗糙度越大,压力峰值越大。     

柴油发动机曲轴轴系的性能分析

采用结合有限元法以及多体动力学系统仿真的分析方法,对某柴油发动机曲轴系的可靠性能、液力润滑轴承性能进行分析。建立了包括曲轴、活塞连杆机构和飞轮等刚性体曲轴系统的三维多体动力学模型。动力学仿真计算获取了曲轴的安全系数、液力轴承的最小油膜厚度和机油速率。分析结果表明,曲轴(42CrMo)在爆压为157bar和190bar工况下,最小安全系数分别为1.56和1.3,工作可靠;最小油膜厚度与机油速率在常用转速范围内,随着转速变大而呈现变大趋势;主轴颈和曲柄销的最小油膜厚度都大于FEV极限值,主轴承机油速率大于同类型柴油机主轴承的最小机油速率,润滑性能良好。