气体静压球轴承的静特性分析及其实验研究

针对空气静压球轴承雷诺方程求解困难的问题,应用Matlab PDE工具箱提出了一种比较方便的数值求解方法,该方法通过坐标变换将气体润滑三维球面展成二维矩形平面,再将球面轴承的Rey-nolds方程变换成标准的椭圆型偏微分方程形式,进而以Matlab PDE工具箱为求解器,编制迭代计算程序,对其静特性进行计算。并研制了一套基于空气静压球面轴承的主轴样机对数值仿真结果进行验证,结果表明该方法比较理想,该方法在流体润滑领域有一定的应用前景。     

动压气体轴承性能计算方法研究

通过数学变换,将动压气体润滑Reynolds方程变换成标准的椭圆型偏微分方程形式,以MATEAB PDE（partial differential equation）工具箱为求解器,编制迭代计算程序,实现动压气体轴承性能的高精度计算。文中的计算结果与以往发表的数值计算结果非常吻合,这表明所提出计算方法的正确性。文中计算方法的思想可以推广应用于其他类型轴承的性能计算及其他类型偏微分方程问题的求解中。     

基于PDE的气体润滑轴承特性的数值分析

针对雷诺方程求解困难的问题,应用Matlab PDE工具箱提出了一种比较方便的数值离散求解方法,同时提出了一种对剖迭代的逼近算法来处理压力边界条件。并采用该算法通过改造PDE工具箱对小孔节流静压气体径向轴承的静态性能进行了研究,将其计算结果与其它分析方法的计算结果进行了比较,表明该方法的计算结果精度很高而且非常稳定,证明将该方法应用在流体润滑领域的可行性。     

气体静压轴颈轴承的静特性分析及其实验研究

针对雷诺方程求解困难的问题,应用Matlab PDE工具箱提出了一种比较方便的数值求解思想,对气体静压轴颈轴承的静态性能进行了研究,将其计算结果与其它分析方法的计算结果进行了比较,并通过实验验证,表明该方法的计算结果十分理想而且非常稳定,证明将该方法应用在流体润滑领域的可行性。     

基于MATLAB技术的滑动轴承油膜压力分布的模拟

Roynolds方程是滑动轴承油膜压力计算的基础,传统计算方法将轴承简化成无限宽或无限窄的一维形式,计算结果不符合实际情况.基于有限差分法,采用MATLAB软件编程计算,求解了完整的二维流动Roynolds方程,得到了滑动轴承油膜压力空间分布图.以此方法指导某水电站水轮机水润滑橡胶轴承改造为稀油润滑轴承的工作,取得了良好的效果.     

求解磁头/磁盘超薄气膜润滑性能的有效有限差分算法

首先给出超薄气膜润滑的基本方程.通过对方程的分析指出,在纳米尺度下工作的磁头/磁盘具有轴承数很大和剪切流项含有压力的两个特点.提出对剪切流项进行主元迭代求解可压缩气体雷诺方程的新计算方法.在推导出该方法所用的差分公式和误差分析公式基础上,利用这些公式对双轨和多轨两种磁头在5 nm和10 nm下工作压力分布进行计算.计算过程表明该方法对超薄条件下的气膜润滑计算是有效的,该方法能够有效解决大轴承数条件下容易出现失稳的现象,避免计算中数值振荡的发生,成功地将普通有限差分算法用于求解大轴承数的气体润滑数值计算中.计算结果的误差分析表明:该算法对大轴承数气体润滑问题的收敛十分有效,并具有编程简单、计算速度快等优点.     

基于MATLAB的流体润滑求解和可视化研究

讨论了如何利用MATLAB中PDE工具箱和窗口函数 ,进行流体润滑问题的求解和可视化。把润滑问题转化为MATLAB中的标准函数形式 ,然后利用PDE工具箱和主窗口函数以及少量编程 ,采用三角形单元划分 ,对无量纲雷诺方程进行有限元求解 ,获得了油膜压力、压力梯度和其他静特性。经验表明 ,利用MATLAB中PDE工具箱和主窗口函数 ,能方便而高效地进行某些润滑问题的求解 ,并对求解结果进行求解可视化。     

一种有效的动压气体径向轴承承载力数值解法

考虑动压气体径向轴承中气膜压力变化小的特点,对润滑Reynolds方程的非线性项进行适当近似,得到线性Reynolds方程.利用有限差分法求解该近似Reynolds方程,得到动压气体径向轴承的压力分布,分析气体径向轴承性能,计算得出轴承承载力的大小,并与文献中的实验数据进行比较.与直接数值解相比,该数值解计算结果与实验数据吻合较好.     

静压气体轴承承载特性的数值计算研究

以静压径向气体轴承为研究对象,采用有限差分法(FDM)耦合比例分割法求解静压气体润滑雷诺方程,利用MATLAB软件编写计算程序,采用超松弛迭代(SOR)的方法进行数值求解,获得气膜的压力分布,计算轴承的静态承载能力。该方法与CFD计算结果具有较好的趋势一致性,最大误差低于11%。利用程序求解分析静压气体轴承的静态承载特性随供气孔排数、供气压力以及转速的变化关系。结果表明:轴承的承载能力与偏心率、供气孔排数、转速成正比关系,对于双排供气模式,其稳压区的存在能够提升轴承的承载能力,并能削弱动压效应的影响。     

高刚度卧式空气静压主轴优化设计

采用数值方法对高刚度卧式空气静压主轴进行优化设计,并通过实验进行验证。通过数学变换,将气体润滑Reynolds方程的一般形式变换成标准的椭圆型偏微分方程形式,再以MATLAB软件中的PDE工具箱为求解器,编制迭代计算程序,实现空气静压主轴的静态性能计算。分析结构参数对主轴性能的影响,得到最优的主轴结构参数;通过实验测试了优化后主轴的轴向和径向刚度,实验结果验证仿真方法的准确性。