圆柱滑动轴承动静态特性分析及计算软件开发

摘要

压力坝结构圆柱滑动轴承的稳定性远高于圆柱滑动轴承,有效承载能力与圆柱滑动轴承相当,通过合理的设计,其稳定性可与可倾瓦滑动轴承相媲美,但承载能力远高于可倾瓦滑动轴承。然而,国内对其动静态特性的研究较少,同时国内滑动轴承计算软件未涵盖该类型轴承。因此,本文建立压力坝结构圆柱滑动轴承动静态特性理论模型,并研究其动静态特性,进而开发涵盖压力坝轴瓦结构的“圆柱滑动轴承动静态特性分析计算软件”。
　　建立压力坝结构圆柱滑动轴承静态理论模型,提出利用控制体流量平衡法来差分求解复杂轴瓦结构油膜压力分布。考虑空穴现象,分析油膜边界条件。提出载荷约束条件和模式搜索相结合的求解方法,计算异向结构滑动轴承静态特性。考虑热耦合效应,建立压力坝结构圆柱滑动轴承热耦合静态特性理论模型。
　　分析压力坝结构圆柱滑动轴承静态特性。与文献对比,证明静态理论模型和计算方法的正确性。分析泄压槽对圆柱滑动轴承油膜压力的影响,及其结构对静态特性的影响;分析阶梯坝对圆柱滑动轴承油膜压力的影响,及其结构对静态特性的影响。通过静态特性对比,证明压力坝结构圆柱滑动轴承稳定性更高,发生油膜失稳几率更小。分析热耦合效应对圆柱滑动轴承静态特性的影响。
　　基于摄动法建立压力坝结构圆柱滑动轴承动态理论模型,利用动态控制体流量平衡法和松弛迭代法计算刚度系数和阻尼系数。与文献对比,证明动态理论模型和计算方法的正确性。分析泄压槽宽度和长度对刚度和阻尼系数的影响;分析压力坝宽度和长度对刚度和阻尼系数的影响。通过对比径向刚度,证明压力坝结构圆柱滑动轴承比圆柱滑动轴承稳定性更高。分析热耦合效应对圆柱滑动轴承动态特性的影响。
　　开发滑动轴承动静态特性计算分析软件。基于可视化交互式软件技术,开发软件主界面和滑动轴承建模模块;考虑热耦合和空穴效应,开发单转速计算模块和多转速计算模块,并实现计算结果以文档和图形形式输出;设计软件内部数据结构和数据传递方式;开发软件图形显示插件、文件系统和帮助系统;利用多线程技术提高软件计算效率。

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第1章 绪 论

1.1课题背景和研究意义

1.2国内外研究现状及存在的问题

1.3本文研究主要内容

第2章 压力坝结构圆柱滑动轴承静态特性理论建模

2.1压力坝结构圆柱滑动轴承动压润滑理论

2.2 Reynolds方程数值求解

2.3 流体温度控制方程——能量方程

2.4本章小结

第3章 压力坝结构圆柱滑动轴承静态特性分析

3.1圆柱滑动轴承静态理论模型的验证

3.2压力坝结构圆柱滑动轴承静态理论模型的验证

3.3圆瓦与压力坝结构圆柱滑动轴承油膜压力分布对比

3.4泄压槽结构对圆柱滑动轴承静态特性的影响

3.5 阶梯坝结构对圆柱滑动轴承静态特性的影响

3.6压力坝结构圆柱滑动轴承静态性能对比及分析

3.7压力坝结构对油膜涡动的抑制作用

3.8热耦合效应对静态特性的影响

3.9本章小结

第4章 压力坝结构圆柱滑动轴承动态特性理论建模和分析

4.1压力坝结构圆柱滑动轴承的动态Reynolds方程

4.2圆柱滑动轴承动态理论模型的验证

4.3压力坝结构圆柱滑动轴承动态模型验证

4.4泄压槽结构对圆柱滑动轴承动态特性的影响

4.5阶梯坝结构对圆柱滑动轴承动态特性的影响

4.6热耦合效应对动态特性的影响

4.7本章小结

第5章 滑动轴承动静态特性计算软件的开发

5.1建模模块的开发

5.2单转速动静态特性计算模块

5.3多转速动静态特性计算模块

5.4软件内部结构的开发

5.5软件整体结构图

5.6本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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