计入轴瓦弹性变形的滑动轴承润滑分析的快速近似算法

建立变形矩阵人工处理数据量大和润滑分析计算耗时较长是研究计入轴瓦弹性变形的滑动轴承润滑分析2个主要问题。采用APDL语言编写专门的计算程序来自动求取变形矩阵,并根据变形矩阵的特点,提出了一种在轴承承载区油膜压力对应节点位置处动态截取子矩阵的快速近似新算法。计算结果表明在内燃机一个工作循环内,快速算法得到的最大油膜压力、最小油膜厚度和轴承反力的计算误差在3.2%以内,润滑分析计算时间下降了2个数量级。     

计入轴瓦弹性的应力偶流体润滑分析

推导了计入轴瓦弹性的应力偶流体润滑轴承的变形雷诺方程。数值分析表明,刚性轴瓦的最大油膜压力值比弹性轴瓦的最大油膜压力值大,且随着应力偶参数的增大,最大油膜压力提高明显;润滑油分别为牛顿流体和应力偶流体时,弹性系数越大轴承的承载力越小,应力偶参数越大轴承的承载力越大,且轴承的偏心率越大,应力偶参数对承载力的影响越明显,应力偶参数对刚性轴瓦材料的影响比对弹性轴瓦材料的影响大。     

计入热变形影响的内燃机主轴承热流体动力润滑分析

根据动载滑动轴承热流体动力润滑理论,结合热变形矩阵法,提出一种考虑热变形因素影响时的内燃机主轴承热流体动力润滑分析方法,阐述该方法的基本理论和控制方程,探讨热变形因素对主轴承工作时的轴心轨迹、润滑油流量、最大油膜压力和最小油膜厚度等状态参量的影响情况.结合一主轴承实例进行数值仿真分析,仿真分析结果发现,计入热变形影响因素后,同未考虑热变形影响时分析得到的结果相比,轴心运动轨迹发生了很大变化,平均润滑油流量和一个载荷周期内的最大油膜压力均明显增加,一个载荷周期内的最小油膜厚度明显减小,润滑油平均温升则稍有减小.内燃机主轴承在工作时受各种热源因素的影响会产生热变形,在主轴承设计以及内燃机润滑系统供油量设计过程中考虑这种变形因素的影响是很有必要的.     

轴承弹性变形对动载滑动轴承润滑状况影响的分析

本文讨论了等温弹性流体动力润滑方程的求解方法和动载滑动轴承弹性变形对润滑油膜的影响，分析表明该方法是求取轴心轨迹和对轴承润滑状况预测的较合理方法。     

浮环弹性变形对浮环轴承润滑特性的影响

采用有限差分法联立求解内、外油膜的Reynolds方程、膜厚方程和浮环弹性变形方程,到在不同转速和偏心率下浮环的弹性变形量,研究浮环弹性变形对浮环轴承润滑特性的影响。结果表明:随着转速和偏心率的增加,浮环弹性变形量逐渐增加;浮环弹性变形降低了内油膜的承载力、端泄流量和摩擦功耗,增加了外油膜的承载力、端泄流量,但对外油膜摩擦功耗影响较小。     

发动机滑动轴承的弹性流体润滑设计

通过用弹性流体动压润滑的理论,对发动机滑动轴承的工作状况进行定量分析,建立了发动机弹性流体润滑的计算模型与基本方程组,并给出发动机滑动轴承全弹性流体设计的应用公式。     

计入轴瓦变形的曲轴动应力和疲劳强度计算

采用动力学仿真软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS,辅以手工编程相结合的方法,研究计入轴瓦变形时某四缸柴油机曲轴动应力分析和疲劳强度计算问题。解决计入轴瓦变形的曲轴—轴承系统动力学和摩擦学分析问题,得到动态油膜压力;采用ANSYS中的参数化编程语言APDL编写程序实现动态施加力边界条件,计算曲轴动应力;采用损伤积累理论计算曲轴疲劳强度。研究表明：计入轴瓦变形,主轴承最小油膜厚度大幅度下降,最大油膜压力大幅度上升,曲轴动力学响应和危险点的动应力也发生变化,曲轴疲劳寿命下降了15.6%。     

计入轴变形导致轴颈倾斜的径向滑动轴承流体动力润滑分析

分析讨论了轴 轴承摩擦副系统中,当轴受载变形导致轴颈倾斜时,径向滑动轴承的流体动力润滑特性。推 导了轴颈倾斜时的轴承油膜厚度表达式,计算了不同轴载荷情况下,轴承油膜压力、端泄流量和轴颈摩擦系数。计 算结果表明,轴颈倾斜时,轴承油膜压力分布、最大油膜压力、油膜厚度分布和最小油膜厚度等都有明显的变化。因 此,进行计入轴变形导致轴颈倾斜的径向滑动轴承润滑分析研究是非常必要的。     

发动机连杆小头轴承弹性流体动力润滑分析

分析某型发动机连杆小头衬套发黑变色的原因,指出高温是衬套发黑变色的主要原因,且高温是由于连杆和活塞销摩擦引起的。为研究连杆小头轴承的润滑情况,建立活塞销、连杆和活塞的有限元模型,并对其进行自由度缩减;建立连杆小头轴承EHD仿真分析模型,对连杆小头轴承油膜压力、粗糙接触压力、油膜厚度和润滑油泄油量等润滑特性参数进行分析。结果表明,润滑油流动不畅是导致衬套发黑变色的主要原因。提出了匹配连杆小头孔型线和调整活塞销刚度的综合改进措施,结果表明:采用匹配孔型线的连杆小头衬套及增加活塞销刚度均可降低最大粗糙接触压力,改善润滑。     

弹性变形对径向轴承弹流润滑性能的影响

本文以上具有不同弹性模量、泊松系数的两种轴承材料为例分析了弹性变形对有限长径向滑动轴承的弹流润滑性能的影响。流体动力润滑方程采用雷诺方程,应用力学问题的通用有限元软件ＭＡＲＣ产生柔度矩阵计算弹性变形。对比分析了二种轴承的油膜压力分布、油膜厚度分布、最小油膜厚度以及承载能力。     

内燃机主轴承EHD模拟计算研究

在充分考虑轴承座、瓦背、减摩合金层的弹性变形及轴颈、轴瓦表面粗糙度因素的影响基础上,对某4100QB柴油机主轴承进行了综合的EHD模拟计算研究。采用有限差分法与有限元法相结合对轴承的油膜压力、油膜厚度、弹性变形、表面粗糙度进行了耦合分析,并将EHD耦合算法结果与刚性分析结果及仅考虑轴瓦弹性变形的分析结果进行了比较分析。结果表明,综合考虑轴承座、瓦背、减摩合金层弹性变形及轴颈、轴瓦表面粗糙度因素影响的弹流润滑研究更符合实际工况,其油膜厚度增大,油膜压力减小,油膜承载区扩大,且在轴承载荷峰值处表现最为明显。     

高功率密度柴油机连杆大头轴承润滑特性分析

基于全局 Newton-Raphaon 方法和柔度矩阵法对高功率密度柴油机连杆大头轴承的润滑性能进行数值摸拟;耦合求解 Reynolds 方程和弹性变形方程,比较弹性变形的连杆大头轴承与刚性轴承的轴心轨迹与压力分布。结果表明：将全局 Newton-Raphaon 方法与柔度矩阵法结合起来,对高功率密度内燃机连杆大头轴承的弹流润滑进行分析,解决了轴承偏心率大于1时弹流润滑计算难于收敛的问题;考虑表面弹性变形的连杆大头轴承与刚性轴承相比,在最大气体爆发压力附近,油膜压力分布的形状和大小明显发生变化,特别是在轴承的两端处,油膜压力明显增加并接近轴承中间部分的压力。     

轴瓦弹性变形对固定瓦-可倾瓦组合径向滑动轴承润滑特性的影响

采用一种新型耦合算法,将有限差分法和3D有限元法综合应用于求解油膜压力和轴瓦弹性变形过程中。与其他算法相比,该算法更为科学、合理,同时具有收敛快、精度高的特点。通过对固定瓦-可倾瓦组合径向滑动轴承的研究,分析轴瓦弹性变形对油膜厚度、油膜压力、油膜承载力、摩擦阻力及轴承端泄量等润滑性能的影响。研究结果表明,在大偏心率的情况下,轴瓦弹性变形对轴承润滑性能影响较大。     

弹性模量对水润滑轴承的性能影响

从材料的角度,研究弹性模量对水润滑塑料合金轴承的性能影响,包括轴承承载能力、水膜形状曲线、压力曲线和最小水膜厚度等。研究表明:在选择水润滑轴承材料时应根据其承载能力来确定轴承材料的弹性模量范围;在承载能力范围内,从弹性模量这个角度来说,应当尽可能选择弹性模量低并具有良好摩擦磨损性能的材料,因为选择较小弹性模量的材料有利于提高最小水膜厚度,从而改善水润滑轴承摩擦副的摩擦磨损性能。     

增压器浮环轴承润滑过程数值分析

以流体滑动轴承的润滑理论为基础,分析研究了内燃机增压器浮环轴承的工作机理和结构参数与性能的关系。建立了浮环轴承力平衡、力矩及摩擦功率损失的方程式,探讨了轴承内外膜承载能力与相应转速比、间隙比、偏心率等参数之间的关系。结果表明：浮动套内外半径比增大,偏心率减小,承载能力增大;间隙过大或过小,难以形成润滑油膜,影响承载能力;索氏数（Sommerfeld数）越大,则轴承的承载能力也越大。     

浮环弹性变形对浮环动静压轴承润滑特性的影响

浮环轴承在高速工况下运行时,浮环表面在油膜压力作用下会发生弹性变形,影响轴承润滑性能。针对带有深浅腔的浮环动静压轴承,采用有限元法和有限差分法耦合求解油膜Reynolds方程、能量方程和温黏关系式,采用变形矩阵法求解弹性变形方程,计算浮环弹性变形分布;在浮环平衡的基础上,分析浮环变形对环速比、油膜承载力、端泄流量等润滑特性参数的影响。结果表明：浮环弹性变形分布与油膜压力分布呈现一致性,转速越高,偏心越大,变形越明显;考虑浮环弹性变形,浮环达到平衡状态时,内膜偏心率增加,环速比减小,轴承承载力与摩擦力矩均有所增加;由于浮环变形对内、外膜间隙及流动液阻的不同影响,使得内膜端泄流量增加,外膜端泄流量减少。     

低速重载荷滑动轴承的轴瓦与油膜润滑

介绍低速重载荷滑动轴承的轴瓦对形成油膜润滑的影响,在工程应用上碰到的润滑不良问题的解决措施,提高轴承水冷却系统效能的方法,大尺寸合金轴瓦制造缺陷的解决办法。     

弹性模量对塑料瓦推力轴承润滑性能的影响

弹性金属塑料瓦(EMP瓦)压缩弹性模量是一复合弹性模量,并不像金属材料那样是一个常数,而是随压力增大而逐渐增大。结合"三峡推力轴承方案"中EMP瓦推力轴承数据,从理论上计算了EMP瓦压缩弹性模量的变化对推力轴承润滑性能的影响,从而对EMP瓦压缩弹性模量允许的变化范围有所了解。计算结果表明:压缩弹性模量的变化对最小油膜厚度、最高油膜温度和最大压力有一定的影响,而对功耗影响不大。     

几种滑动轴承合金在油润滑条件下的磨损行为的研究

采用MPX-2000型摩擦试验机对研制的ZA30台金和ZA27、ZCuSn6Zn6Pb3、ZCuA110Fe3、ZCuSn10PI四种滑动轴承合金在46^#工业齿轮油润滑条件下的耐磨性能进行了对比试验,并在扫描电子显微镜上观察了磨损表面形貌,分析了磨损机制。结果表明：ZA30耐磨性能优于ZA27、ZCuSn10P1、ZCuSn6Zn6Pb3、ZCuA110Fe3;ZA30发生的是犁削磨损,ZA27、ZCuSn10P1主要是犁削磨损及轻微粘着磨损,ZCuA110Fe3发生的是剥落磨损,ZCuSr16Zn6Pb3发生的是粘着磨损。