瞬变载荷作用下滑动轴承轴心轨迹计算仿真

为了研究动压滑动轴承在瞬变载荷作用下的润滑状况,在考虑轴颈惯性力和非线性油膜力的基础上,建立了滑动轴承轴心轨迹的运动方程,提出了采用欧拉法求解有限长滑动轴承瞬时轴心轨迹的数值方法。分别计算了在阶跃、矩形脉冲和正弦脉冲瞬变载荷作用下轴心轨迹、最大油膜压力及最小油膜厚度的变化规律。分析结果表明,在瞬变载荷作用时,轴心轨迹、最大油膜压力及最小油膜厚度都有较大的变化并呈现出一定的振荡过程。由于脉冲载荷的作用时间有限,随着其消失,轴心乃收敛于原平衡位置,而阶跃载荷则使轴心收敛于新的平衡位置。     

瞬变载荷作用下五瓦可倾瓦滑动轴承特性分析

为了研究动压五瓦可倾瓦滑动轴承在瞬变载荷作用下的动态行为,在考虑轴颈惯性力和非惯性力的基础上,建立可倾瓦滑动轴承的轴心轨迹方程,利用有限单元法求解油膜压力,采用欧拉法求解有限长滑动轴承瞬时轴心轨迹;研究不同预负荷下偏心率与瓦块姿态角的变化关系,以及在阶跃载荷和正弦脉冲载荷作用下轴心轨迹、瓦块摆角及轴颈所受合力变化规律。结果表明:在瞬变载荷作用时,轴心轨迹、瓦块姿态角及油膜合力都有较大的变化并呈现出一定的振荡过程;由于脉冲载荷的作用时间有限,随着其消失,轴心仍收敛于原平衡位置,而阶跃载荷则使轴心收敛于新的平衡位置;相同条件下的可倾瓦轴承比固定瓦轴承具有更好的稳定性。     

贫油润滑状态下滑动轴承润滑静特性研究

对充分润滑和贫油润滑状态下滑动轴承油膜分布规律进行理论分析,建立贫油润滑状态下油膜分布模型。通过Elrod算法,基于质量守恒边界条件,采用有限差分法求解模型,研究恒定负载下、不同供油流量对滑动轴承油膜分布和轴颈静平衡位置的影响,并在贫油润滑状态下,研究负载变化对滑动轴承油膜静特性的影响。结果表明:在贫油润滑状态下,随着供油流量的减小,轴颈偏心率增加,油膜起始角度增加,油膜终止角度减小,完整油膜覆盖区域缩小,油膜厚度变薄;当供油流量不变时,增加负载会加剧贫油润滑现象。     

三油楔轴承润滑模拟及平衡位置求解

运用差分法求解三油楔轴承的非线性油膜力,基于弦截法求解三油楔轴承的轴心平衡位置,讨论了轴心平衡位置随载荷而变化.通过对润滑状态的模拟,得出:三油楔轴承的安装角对轴承油膜的承载能力有很大影响;运用弦截法和位置求解问题的分解方法,能够高效地求解轴心的位置;轴心平衡位置受系统载荷的影响,这种影响是非线性的,但在轻载和重载情况下,可以对轴心的平衡位置进行线性化处理,有助于平衡位置的求解.     

基于FLUENT动网格的动压轴承特性改进算法

针对基于FLUENT软件计算滑动轴承存在需要调整偏位角而多次划分网格,导致计算效率低的问题,提出了一种改进算法,通过采用C++和动网格技术并编写UDF程序,实现了轴承静平衡位置偏位角的自动迭代。采用提出的计算方法对轴承油膜压力分布及静特性参数求解,并与理论数值计算结果进行对比,验证了计算模型的正确性,提高了计算效率。     

一种可控滑动轴承-转子系统性能计算方法*

针对可控滑动轴承油膜性能计算困难问题,提出一种考虑基础参振的滑动轴承性能计算的动网格模型,阐述网格更新原理,给出可控滑动轴承所支撑转子系统轴心轨迹的计算方法。在滑动轴承-转子-基础系统的性能计算时,该方法保证油膜径向网格线和轴颈表面垂直,能减小轴承油膜性能计算的累计误差。通过不平衡载荷条件下的转子轴心静平衡位置计算结果与油膜力数据库方法、经典数据进行对比,验证了该模型的正确性,并利用该方法分析受正弦位移激励的滑动轴承-刚性转子系统的工频振动情况。结果表明：选择合适相位和幅值的正弦位移激励来控制轴承座,可减小转子系统的不平衡振动。这为基于超磁致伸缩材料的轴承、基于压电陶瓷材料的轴承、柔性铰链可倾瓦轴承等可控轴承-转子系统的性能计算提供了一种新方法。     

基于动网格方法的油膜轴承性能的研究

考虑气穴的影响,建立了油膜轴承所支撑转子系统的动力学模型,并利用新的动网格更新方法,编制了求解油膜轴承压力分布、转子静平衡位置以及轴心轨迹的程序,验证了其正确性。利用该程序考察了气穴压力和转速对油膜轴承压力分布和所支撑转子的轴心静平衡位置的影响。计算结果表明,在相同的速度和载荷下,随着气化压力升高,轴承偏心率和最大油膜压力增大,偏位角减小,并且最大油膜压力的周向位置受气化压力的影响较小;而在相同的载荷下,转速对转子静平衡位置影响较大,并随着转速增加,轴承偏心率减小,偏位角增加。     

一种n阶变截面压杆稳定性计算方法的研究

针对n阶变截面压杆稳定性问题,基于一般的压杆稳定性挠曲线方程建立了n阶变截面压杆的微分方程组,结合相邻阶的边界条件,求解方程组获取递推关系式,即关于临界载荷的方程,应用Newton迭代法对方程进行迭代求解。以1200t全地面起重机伸缩臂为例,分别采用Newton迭代法、弦截法及有限元法计算了伸缩臂的临界载荷,对比分析结果证明了所推导出的临界载荷关系式的合理性及Newton迭代法的高效性。     

基于质量守恒边界条件的浮环轴承贫油润滑特性理论分析

对浮环轴承贫油润滑机理进行了理论分析。在Elrod算法的基础上,采用有限差分法求解基于质量守恒边界条件(Jakobsson-Floberg-Olsson,JFO)的表征内外油膜压力分布的Reynolds方程,推导内外油膜承载力、流量和注入内油膜的压差注油量的表达式,建立贫油润滑状态下的内油膜压力分布模型。利用Matlab对浮环轴承润滑机理进行了仿真计算,分析静载荷和供油压力对浮动环与轴颈的静平衡位置、内外油膜端泄量与压差注油量的影响,进而讨论贫油润滑状态下轴颈的静平衡位置。结果表明较大的静载荷会产生较大的浮动环偏心率和轴颈偏心率以及内外油膜端泄量,但是压差注油量则会减小。在贫油润滑状态下,内油膜在收敛间隙中发生破裂,承载能力下降,提高供油压力可以明显地增大压差注油量,有效地避免内油膜贫油现象的出现。     

油膜稳定性三维判据研究

本文讨论了滑动轴承油膜存在三个自由度时的稳定性准则。在给出轴心涡动三维运动方程的基础上，分析了三维油膜的作功状况，并进而给出了判别油膜在三维情况下稳定性的两种方法。最后采用迭代法对径向－推力联合动静压轴承的稳定性进行了计算机求解，得到了其相应的三维稳定性参数。     

一种滑动轴承油膜性能计算的动网格方法

针对应用动网格方法计算油膜轴承性能时出现网格扭曲而导致累计误差过大的现象,提出了一种基于计算流体动力学(CFD)的滑动轴承油膜性能计算的动网格更新方法。该方法保证了网格更新过程中膜厚方向的网格线沿圆周方向上等均分布,且始终垂直于轴颈表面,网格不发生扭曲变形,减小了计算累计误差,提高了轴承性能计算的准确性。通过与典型算例和实验结果对比,验证了所提方法在轴承的油膜力和转子静平衡位置计算中的有效性、可行性和稳定性,并利用该方法分析了进油压力和载荷对油膜轴承所支撑转子静平衡位置的影响。该方法可为准确计算油膜轴承转子系统的性能提供参考。     

挖掘机曲臂关节滑动轴承油膜压力及合金层应力分布

利用迦辽金法求解滑动轴承油膜压力的分布;以某挖掘机曲臂关节处滑动轴承的工况参数为基础,将载荷转化为油膜压力,以油膜压力为载荷,建立滑动轴承的三维有限元分析模型,得出滑动轴承合金层应力应变的分布.研究结果表明:油膜压力的分布近似正弦分布;滑动轴承应力和应变的分布与油膜压力的分布相似,剪应力的峰值位于滑动轴承合金层与钢背的结合处附近,应变在应力最大时方向发生变化.     

考虑扰动频率的可倾瓦轴承动力学建模及数值模拟

可倾瓦轴承瓦块的摆动性增加了系统的自由度,对轴承油膜动力系数计算有很大影响,而目前的研究在计算流体动压润滑可倾瓦轴承油膜动力系数时未考虑轴颈与瓦块扰动频率的影响。针对这一问题,对考虑扰动频率的可倾瓦轴承动力学建模及动力系数计算方法进行研究,提出考虑扰动频率的可倾瓦轴承频率-缩减(Frequecy-Reduced)动力学模型,详细推导考虑扰动频率的可倾瓦轴承频率-缩减油膜动力系数矩阵形式。采用Newton-Raphson迭代法计算给定载荷和转速工况下的轴承的静平衡位置,利用有限元数值方法求解油膜刚度系数与阻尼系数。结果表明,瓦块和轴颈的扰动频率对可倾瓦动压轴承动态刚度和阻尼影响较大,随着扰动频率增大,阻尼系数的直接项增大,阻尼系数的交叉项变化不大;刚度系数的直接项数值减小,交叉项变化不大。     

液体动静压球轴承轴心运动轨迹研究

为研究外载荷对轴承转子系统稳定性的影响,以小孔节流的液体动静压球轴承转子系统为研究对象,建立液体动静压球轴承转子系统动力学模型。通过求解轴承润滑数学模型获得非线性油膜力,分析转子所受到的外载荷,采用欧拉算法预测出轴心下一个时刻位移、速度和加速度,并分析转子系统质量、不平衡载荷和阶跃载荷对转子回转精度的影响。结果表明：随着转子系统质量的增加,所需平衡的油膜力增加,轴心振动幅度增加,从而导致转子回转精度降低;相对于不考虑不平衡载荷,考虑不平衡载荷后其振动形态为椭圆且振动幅值增大,减小不平衡值将减小振幅并提高旋转精度;随着阶跃载荷的增加,达到平衡所需的时间也增加。     

若干参数对内燃机曲柄滑动轴承润滑特性的影响

将JFO边界条件引入曲柄滑动轴承的数值模拟计算过程，在成功求解Reynolds方程的基础上，选择一具体的内燃机曲柄滑动轴承进行了深入研究，探讨了若干因素对内燃机曲柄滑动轴承性能的影响。结果表明：采用JFO边界条件得出的轴心轨迹曲线与采用雷诺边界条件求出的轨迹曲线在形状上十分相似，油膜厚度的变化曲线与载荷的变化过程是一致的，说明将JFO边界条件应用于曲柄滑动轴承的研究是完全可行的。     

不同起点位置对滑动轴承转子系统稳定性影响

基于非线性油膜力模型的滑动轴承转子系统稳定性分析方法,建立非线性油膜力模型,采用有限差分方法求解Reynolds方程,从而求得油膜力,获得轴承轴心轨迹与临界转速,分析由于不同起点位置对滑动轴承转子系统的稳定性影响。结合实际工况,科学选取了11个不同的转子起点位置,通过求得其一系列临界转速,获得此11个不同起点生成的临界稳定性运行参数Op曲线图,通过对其纵向对比、横向对比和综合分析表明:转子在距离稳定运转时的轴心位置越近的起点启动转子,越有利于系统的稳定。     

轴瓦开槽的滑动轴承动压润滑数值分析

运用有限差分法求解Reynolds方程,建立了轴瓦开槽时滑动轴承动压润滑数值分析模型,讨论了轴瓦开槽对动压润滑油膜承载力的影响。通过修正偏心率和偏位角,得到外力与油膜承载力平衡时的轴心位置以及计算不同转速下滑动轴承中润滑油的端泄流量。数值分析表明:与无槽相比,轴瓦开槽时油膜承载力有所下降,且随着偏心率和宽径比的增大,降幅在不断增大;编制的搜索程序可以极大地缩短寻找平衡时的轴心位置过程。     

一种快速求解点接触弹流问题的直接迭代算法

在复合直接迭代法基础上,通过将整个二维求解区域化为若干部分、降低方程组维数、分条求解,提出一种新的求解点接触弹流润滑问题的直接迭代算法。该算法保留了复合直接迭代法所有优点,但计算效率提高了10倍以上,同时具有更宽的载荷适用范围。     

基于PSO-Newton的并联机构位置正解研究

并联机构位置正解可以转化为非线性方程组问题,针对这类问题的复杂性和多解性,提出将共享适应度粒子群算法和Newton迭代法相结合的求解非线性方程组的新方法——PSO-Newton算法。该方法使用共享适应度机制引导算法寻找全部最优值,以全局最优值为初始点进行Newton迭代,极大提高了算法的收敛速度,变异算子的引入保证个体多样性有助于提高全局寻优性能。最后将该算法应用于2PR2SPS并联机器人机构位置正解问题,结果表明该算法效果良好,是一种快速求解并联机构位置正解的新算法。     

任意载荷角作用下,动压向心滑动轴承的静特性计算

<正> 一、问题的提出工厂某机组齿轮减速器(见图1)中有一对圆柱形动压滑动轴承,安装时需要确定轴颈中心所处的静平衡位置,已知有关参数如表1所示由于齿轮轴在机器中的布置不同,载荷W不是垂直向下,而是沿某个角