基于弹流耦合算法的船舶艉轴承润滑特性分析

采用耦合算法研究不同因素对船舶艉轴承弹流润滑性能的影响。以重载工况的船舶艉轴承为研究对象，建立轴瓦三维有限单元模型；通过有限单元法结合耦合算法求解油膜压力、油膜厚度、弹性变形，探讨了弹性模量、轴承间隙、长径比3种影响因素对艉轴承弹流润滑特性的动态影响。结果表明：弹性变形和油膜压力沿周向和轴向都近似抛物线分布，呈现先增后减的趋势，在周向180°附近取得最大值，因此在轴承周向和轴向的中点附近受轴承参数的影响较大，润滑状况需要特别关注；随弹性模量增加，油膜峰值压力增加，最大弹性变形量和最小厚度均减小，摩擦力和端泄流量同时增加，因此在一定区间内增大弹性模量能有效减小轴瓦产生的弹性变形；随轴承间隙增大，油膜峰值压力增加，最大弹性变形量和最小油膜厚度均减小，摩擦力和端泄流量变化不明显，因此在轴承安装时需控制合理的轴承间隙，确保轴承处于良好的润滑环境；随长径比增大，最大弹性变形量近似线性增加，油膜峰值压力、摩擦力、端泄流量均减小，最小油膜厚度几乎不变，因此在设计艉轴承长径比时，应综合考虑艉轴承在重载工况下可能产生的弹性变形以及弹性变形对润滑特性的影响。