基于拟动力学的航空发动机主轴滚子轴承热弹流润滑分析

以D1842926航空发动机主轴滚子轴承典型工况为算例,基于拟动力学分析结果,获得滚动体与套圈之间的接触微区运动和受力状态,分别用Hamrock-Dowson(H-D)拟合公式,Wilson-Sheu(W-S)热修正公式和热弹流数值法得到最小膜厚,并与试验测试数据进行了对比,结果表明,H-D最小膜厚误差非常大,W-S热修正最小膜厚比H-D误差要小,但误差仍在40%以上,文中数值结果与试验数据较为一致,误差10%以内;对比不同速度下三种算法的最小膜厚分布,低速时三者较为一致,随着速度的提高,H-D最小膜厚误差越来越大,而W-S最小膜厚在速度增大到一定程度后反而降低;随着径向载荷的增大,润滑膜压力增大,膜厚减小,两端的压力略高于中间;随着转速增大,润滑膜膜厚增大,压力基本没有变化。     

指数率水基磁流体滑动轴承单峰时变热弹流润滑分析

利用考虑热、磁场、时变和指数率非牛顿效应的雷诺方程,对水基磁流体滑动轴承进行微观弹流润滑分析。对比稳态解与时变解,并探讨速度、载荷对水基磁流体润滑膜压力、膜厚和温度的影响。结果表明:考虑时变效应时水基磁流体的润滑膜的膜厚、压力和温度发生了明显变化,故在实际中不能用稳态解代替时变解;单个粗糙峰的存在,引起了水基磁流体润滑膜的局部最高压力峰和温度峰,由于局部压力峰的存在,使单个粗糙峰被迫压平,膜厚减小;随着速度的增加,水基磁流体润滑膜的压力峰减小,膜厚增大,温度增大;随着载荷的增加,水基磁流体润滑膜的压力峰增大,膜厚减小,温度增大。     

不同载液磁流体轴承等温弹流润滑分析

采用多重网格法对几种常见载液的磁流体润滑滑动轴承进行了等温弹流润滑分析。在等温弹流润滑中,在保证其他条件不变的前提下,粘度是影响弹流润滑性能的主要因素。数值分析结果表明,随着粘度的增大接触区润滑膜的厚度逐渐变大,并且只有在一定的范围内,油膜才会呈现出明显的劲缩现象,这也是弹流润滑的最主要特征。超出一定范围之后,随着粘度的继续增大,油膜的劲缩现象减弱,直至消失。磁流体粘度对润滑膜膜厚的影响程度要明显大于对压力的影响程度,在润滑膜的入口区随着粘度的增大压力增大,压力峰则随着粘度的增大而减小,润滑膜的膜厚和最小膜厚则是随着粘度的增加不断增加。     

水基磁流体轴承的微观弹流润滑分析

采用多重网格法和多重网格积分法对水基磁流体润滑轴承进行弹流润滑分析,在雷诺方程中考虑了热、非牛顿、磁场和时变的影响,探讨了粗糙度因素对弹流润滑性能的影响。分析中对比了轴-轴承双面和轴承单面带有正弦粗糙度时的润滑膜膜厚和压力的分布,并研究了双面都带有粗糙度相位不同时润滑膜压力和膜厚的分布。数值分析结果表明,两个表面都存在相同的粗糙度时,在波峰相对处的膜厚更小,压力更大,在波谷相对处的膜厚更大,压力更小;随着一个表面的粗糙峰远离另一个表面的粗糙峰时,膜厚和压力波动减小,润滑膜的最小膜厚逐渐增大,最大压力逐渐减小,直到润滑膜的粗糙峰与粗糙谷相对时,膜厚和压力不在波动,最小膜厚达到最大,最大压力达到最小。然后当这个表面粗糙峰再继续接近下一个表面粗糙峰时,膜厚和压力的波动增大,润滑膜的最小膜厚又开始减小,最大压力又增大,直到润滑膜的粗糙峰与粗糙峰相对时,膜厚和压力波动最大,最小膜厚达到最小,最大压力达到最大。     

水基磁流体滑动轴承热弹流润滑分析

利用考虑热效应的Reynolds方程,对不同载液磁流体滑动轴承进行热弹流润滑数值分析。探讨了载液和磁粉体积分数对磁流体滑动轴承弹流性能的影响。结果表明:酯基H01磁流体滑动轴承的压力峰最小,膜厚和弹流温度最大;烃基E03磁流体滑动轴承的压力峰最大,膜厚和弹流温度最小;水基A01磁流体滑动轴承的压力峰、膜厚和弹流温度均在前两者之间;随着磁粉体积分数增大,水基磁流体的弹流润滑膜膜厚不断增大,压力无明显变化,弹流温度不断升高。     

考虑惯性力的水基磁流体润滑滑动轴承热弹流润滑分析

基于考虑惯性力的雷诺方程,对水基磁流体润滑滑动轴承进行热弹流润滑分析,并与未考虑惯性力的热弹流数值解进行比较。结果表明:水基磁流体在考虑惯性力时,入口区压力和膜厚相应增大,压力峰相应减小;随着载荷的增大,水基磁流体润滑膜的膜厚和入口区压力减小,压力峰增大;随着速度的增大,水基磁流体膜厚和入口区压力增大,而压力峰减小。     

不同载液磁流体热弹流润滑性能对比

建立磁流体润滑滑动轴承的弹流润滑模型.利用考虑热效应的雷诺方程,用多重网格法对磁流体润滑滑动轴承进行弹流润滑分析.比较不同载液磁流体润滑滑动轴承的润滑膜膜厚和压力分布.通过对比酯基H01磁流体、烃基E03磁流体和水基A01磁流体的润滑膜膜厚和压力,选择水基磁流体做进一步的研究,探究载荷和速度对水基磁流体润滑滑动轴承的润滑膜弹流性能的影响.结果表明:与等温条件下相比,不同载液磁流体润滑膜的压力没有变化,但是磁流体润滑膜的膜厚都减小;在不同转速条件下,水基磁流体润滑膜的入口区压力随着转速增加而增大,膜厚随着转速增加而增厚,压力峰随着转速增加而减小;在不同载荷条件下,水基磁流体润滑膜的入口区压力随着载荷增加而减小,膜厚随着载荷增加而减小,压力峰随着载荷增加而增大.     

燃气轮机球轴承微观界面摩擦-闪温特性

高速、重载及高温等苛刻工况导致燃气轮机球轴承处于混合润滑状态,球轴承滚动体与滚道发生局部粗糙峰接触及相对滑移,引发界面摩擦闪温,甚至诱发球轴承高温胶合失效．因此,笔者以燃气轮机涡轮端球轴承为研究对象,综合考虑实测机械表面粗糙度、接触界面弹性变形与润滑油非牛顿流体效应影响,建立滚动体与内滚道界面混合润滑与摩擦-闪温耦合分析模型,揭示典型工况与表面真实粗糙度对球轴承界面摩擦和温升影响规律．     

磁流体润滑机床主轴滑动轴承弹流润滑分析

建立磁流体润滑机床主轴滑动轴承的弹流润滑模型,并进行弹流润滑数值模拟分析.探讨载荷和速度对磁流体润滑膜压力和膜厚的影响.分析结果表明:在磁流体润滑条件下,当转速不变时,压力峰值随着载荷的增大而增大,入口区压力、膜厚及最小膜厚随载荷的增大而减小;当载荷不变时,压力随着速度的增加没有明显变化,膜厚及最小膜厚都随速度增大而增加.     

磁场强度对水基磁流体滑动轴承弹流润滑性能的影响分析

建立了磁流体滑动轴承的弹流润滑数学模型,利用考虑热效应的Renolds方程,采用多重网格法、多重网格积分法和逐列扫描法,对磁场作用下的水基磁流体润滑滑动轴承的弹流性能进行数值分析。对比了有无磁场作用下的水基磁流体弹流润滑数值模拟结果,并探讨了磁感应强度对其膜厚和压力的影响。结果表明,在有磁场作用的条件下,不同磁粉体积分数下的水基磁流体的润滑膜膜厚比没有磁场作用时有所增加,但压力没有明显变化;在不同磁感应强度条件下,随着磁感应强度的增加,水基磁流体润滑膜厚增加,压力没有明显变化。