高刚度气浮垫气腔槽宽变化规律研究

对具有弹性薄板可变截面积均压槽的高刚度空气静压导轨气浮垫进行分析研究,在气体压力的作用下,环形弹性薄板产生弹性变形,引起节流面积和均压槽深度的变化,使得新结构气浮垫的刚度较之传统已有气浮垫得到明显提高.而节流面积受到气浮垫气腔槽宽的影响,因此,十分有必要研究分析一下弹性薄板和气浮垫气腔槽宽的关系.     

矩形空气静压导轨气浮垫的实验性能对比

提出并设计了一种具有弹性薄板可变截面积均压槽的高刚度空气静压导轨气浮垫,用以提高气浮垫的刚度。通过气浮垫性能测试试验台。对新结构气浮垫的承载能力和气膜间隙进行了测定,得到气浮垫的承载力和刚度。通过实验分析,结果表明,在气体压力的作用下,环形弹性薄板产生弹性变形,引起节流面积和均压槽深度的变化,使得新结构气浮垫的刚度较之传统已有气浮垫得到明显提高。新结构矩形空气静压导轨气浮垫具有较广的应用推广空间。     

冷轧薄板接触弧长的确定及轧制压力计算

本文在计算冷轧薄板接触弧长度和轧制压力时,不仅考虑轧辊弹性变形,而且也考虑轧件弹性变形。把变形区分为入口弹性区、塑性区和出口弹性区。应用弹性力学基本方程、塑性条件和平板压缩理论导出了入口弹性区和出口弹性区单位宽度轧制力公式及塑性区平均单位压力公式。应用弹性接触理论和变形区的几何关系导出了计算冷轧薄板接触弧长度公式。最后给出了考虑轧辊和轧件弹性变形时计算冷轧薄板的总的轧制力公式。该公式不仅适用于一般工程计算,而且也能为在线控制的电子计算机提供较为精确的轧制力数学模型。     

基于弹性薄板气浮垫的精密研抛机部件设计与分析

针对弹性薄板气浮垫的精密研抛工艺要求,主要设计和改造了现有精密研磨抛光机的加载方式。为了能够实现弹性薄板气浮垫边充气边研磨抛光加工,针对弹性气浮垫的特有结构,提出一种端面气膜密封的旋转密封件以及分气站的设计方案。精密研磨抛光机的改造设计可以实现弹性薄板气浮垫在研磨抛光设备上自动研磨抛光。     

3自由度气浮台力学性能研究--关于自重作用下不平衡力矩的分析

根据航天器姿态运动理论和弹性力学薄板弯曲理论,推导出重力作用下的有限元单元质心位移公式和结构整体质心弹性位移公式,计算了3自由度气浮台平台的自重变形引起的质心弹性位移和由此产生的不平衡力矩.对计算结果分析表明气浮台自重变形产生的不平衡力矩的原因是结构各方向的刚度不等,并给出了气浮台在任意欧拉角时的不平衡力矩公式.当气浮台绕水平轴旋转时,不平衡力矩呈正弦变化,俯仰或滚动角为45°时力矩达到最大值.     

弹性箔片动压气体推力轴承承载性能研究

气弹耦合解是准确预测弹性箔片动压气体轴承承载性能的有效方法。通过引入箔片的弹性变形以及联立求解动压气体润滑Reynolds方程和弹性箔片的变形方程,给出了弹性箔片动压气体推力轴承的气弹耦合解。应用气弹耦合解理论,将顶层箔片的局部弹性变形纳入考虑范围,对弹性箔片动压气体推力轴承的承载性能进行了计算和分析。有限元数值仿真结果表明:顶层箔片在气膜压力作用下的局部弹性变形直接导致弹性箔片动压气体推力轴承承载能力的降低;根据轴承瓦块上气膜压力分布的特点合理设计支承拱箔的结构形式,可以减小顶层箔片的局部弹性变形,有效提高轴承的承载能力。得到了一种承载能力较高的弹性箔片动压气体推力轴承支承拱箔结构设计方案。     

考虑稀薄气体有效黏度的微轴承弹流润滑研究

气体稀薄效应和轴瓦弹性变形对微流体设备中气体微型轴承润滑特性影响显著.根据Veijola提出的稀薄气体有效黏度模型,采用有限元法建立柔度矩阵计算轴瓦表面弹性变形量,并推导考虑有效黏度与弹性变形影响的修正Reynolds方程.通过联立求解超薄气膜润滑修正Reynolds方程、稀薄气体有效黏度方程和三维轴瓦弹性方程,分析轴...     

应用动网格技术模拟分析滚动转子压缩机的瞬态流动

滚动转子式压缩机是通过偏心转子的转动与滑动档板的平动,完成吸气、压缩、排气等功能。本文采用局部弹性变形与网格重组的CFD动网格技术,对制冷型滚动转子压缩机瞬时动态流场进行了数值模拟。可以计算压缩理想气体为工作介质,满足流体控制方程及气体状态方程,湍流模型采用标准k-e模型。计算得到了压缩机主要性能参数随时间变化的谐波规律、流场分布及压力分布,观测到滚动转子式压缩机内旋涡生成、运动、增大或缩小等现象。     

动网格在涡旋压缩机三维流场数值模拟中的应用

基于局部弹性变形与网格重划的CFD动网格技术,对涡旋空气压缩机动态内流场进行了数值模拟。该模拟以理想气体为工作介质,满足流体控制方程及气体状态方程,湍流模型采用RNG k-ε模型,用壁面函数法描述近壁区流动。数值计算的结果表明,涡旋压缩机内部流场随时间周期变化,涡旋压缩机内存在旋涡生成、运动等现象。该计算非常形象地揭示了涡旋压缩机内部流动规律,为涡旋压缩机的优化设计提供了理论参考。     

动网格在涡旋压缩机三维流场数值模拟中的应用

基于局部弹性变形与网格重划的CFD动网格技术,对涡旋空气压缩机动态内流场进行了数值模拟。该模拟以理想气体为工作介质,满足流体控制方程及气体状态方程,湍流模型采用RNG k-ε模型,用壁面函数法描述近壁区流动。数值计算的结果表明,涡旋压缩机内部流场随时间周期变化,涡旋压缩机内存在旋涡生成、运动等现象。该计算非常形象地揭示了涡旋压缩机内部流动规律,为涡旋压缩机的优化设计提供了理论参考。     

新型气浮垫超精密研磨过程分析与仿真

气浮垫的超研磨过程对研磨质量有决定性的影响,研究气浮垫的研磨过程对于保证气浮垫研磨后的表面质量有重要的意义,文中从运动学和几何学的角度出发,建立了气浮垫精密研磨的轨迹方程,并利用编写计算机程序对其仿真,分析主要工艺参数对气浮垫的表面质量的影响。     

水垫带式输送机的润滑机制研究

为了提高水垫带式输送机的承载能力,对其润滑机制进行研究。由纳维-斯托克斯方程着手,根据流体润滑理论推导出水垫带式输送机水垫的雷诺方程,建立了水垫的数学模型。该方程是水垫带式输送机润滑理论的基础,其物理意义就在于将水垫的压力、流量、速度以及水垫厚度联系在一起。结果表明,输送机水垫的承载能力是由动压效应、挤压效应、静压作用3部分组成,其中起主要作用的是静压作用,动压效应的存在提高了水垫的承载能力。     

高速气缸缓冲腔系统缓冲能力研究

对高速气缸缓冲腔系统的缓冲能力进行了深入的理论分析.针对活塞基准速度为2 m/s、速度波动10%的高速气缸,通过对缓冲腔系统输入能量和输出能量的仿真研究和实验研究,从中获得了缓冲腔系统缓冲能力相对缓冲行程、活塞速度、驱动质量变化的规律性认识,为研制对高速气缸活塞速度变化有自适应能力的压力反馈式缓冲阀奠定了必要的理论基础.     

水垫带式输送机水膜承载能力的有限元分析

研究了喷嘴直径、分布形式等设计参数对水垫带式输送机承载能力的影响。将水垫带式输送机的水膜承载问题简化为以雷诺方程表示的二维流体润滑问题,运用有限元法和适当的边界条件,计算得出了不同设计参数情况下的水膜承载能力,并对计算结果进行了分析比较。结果表明:喷嘴直径一定时,承载量随供水压力的升高而增大,随水垫厚度h的增大而降低;供水压力一定时,承载量随喷嘴直径的增加而增大,随水垫厚度的增大而下降;喷嘴直径和供水压力一定时,当喷嘴排数增加时,压力分布曲线向外凸起,而当喷嘴排数减少时,压力分布曲线向内收缩,由于此压力分布曲线应与载荷分布曲线相一致,因此喷嘴的排数应按物料在传送带上不同的堆积形式作出相应的选择。     

Parametric vibrations of a horizontal beam with a concentrated mass at one end

This investigation treats the steady state response of parametric vibration of a simply supported horizontal beam, carrying a concentrated mass at one end and subjected to a periodic axial displacement excitation at the other end under the influence of gravity. Non-linear terms arising from longitudinal inertia of a concentrated end mass and beam elements are included in the equation of motion. By using the one mode approximation and applying Galerkin's method, the governing equation of motion is reduced to a non-linear ordinary differential equation with periodic coefficient. The harmonic balance method is applied to solve the equation and the dynamic response is derived. Experimentally determined amplitude-frequency curves are presented, and are found to be in good agreement with the theory.     

Static and dynamic characteristics of finite exponential film shaped slider bearings lubricated with micropolar fluid

Abstract

In this paper, the general dynamic Reynolds equation of sliding–squeezing surfaces of exponential shaped slider bearings with micropolar fluid is solved numerically for the assessment of dynamic characteristics. The two Reynolds type equations governing the steady performance and the perturbed characteristics are obtained using the perturbation technique and are solved numerically using the finite difference method. The results are compared with that of the inclined plane slider bearing. It is found that the exponential shaped slider bearing lubricated with micropolar fluids results in higher steady state film pressure, load carrying capacity and better dynamic stiffness and damping characteristics.     

带式气垫输送机气膜承载能力的有限元分析

本文将带式气垫输送机的气膜承载问题简化为雷诺方程表示的二维气体润滑问题,用有限元法加以计算求解,得出气膜压力分布、承载能力、供气量等技术指标与进气压力、节流孔直径和排数、气膜厚度等设计参数的数值关系,以及带式气垫输送机的一般性设计原则。     

Numerical solution of couplestress finite Reynolds equation for squeeze film lubrication of partial porous journal bearings

Abstract

In this paper, the general Reynolds equation of finite porous journal bearing lubricated with couplestress fluid is solved numerically for the assessment of dynamic characteristics of the bearings. The Reynolds type equation governing the steady performance is obtained and solved numerically by finite difference technique. From the numerical results, it is observed that the effect of couple stresses is to increase the load carrying capacity and to lengthen the squeeze film time as compared to the corresponding solid case. The effect of permeability is to reduce the load capacity and to decrease the squeeze film time as compared to the solid case.