倾斜轴颈轴向运动对粗糙表面径向滑动轴承润滑性能的影响研究

通常对轴-径向滑动轴承进行润滑分析时,均忽略多种因素综合作用下轴颈沿轴承轴线方向的运动状况,与轴-轴承系统中轴承的实际工作状况存在较大差异。以轴-轴承系统为研究对象,综合考虑轴颈轴向运动、表面形貌和轴颈倾斜,基于平均Reynolds方程,建立了耦合轴颈轴向运动的粗糙表面径向滑动轴承润滑模型,主要探讨分析轴颈轴向运动对粗糙表面倾斜轴颈轴承润滑特性的影响。结果表明：倾斜轴颈轴向运动对粗糙表面径向滑动轴承润滑特性影响显著;与不考虑滑动表面粗糙度相比,考虑滑动表面粗糙度时轴颈轴向运动对轴承润滑特性的影响程度有所降低;轴颈轴向速度越小,滑动表面粗糙度对轴承最大油膜压力、承载力和稳定工作力矩影响越大;轴颈轴向速度越小,粗糙度模式对轴承润滑特性影响越显著。因此,对粗糙表面倾斜轴颈径向滑动轴承进行润滑分析考虑轴颈轴向运动的影响是非常必要的。     

内燃机径向滑动轴承润滑特性及影响因素研究

本文通过对内燃机径向滑动轴承润滑特性及影响因素研究现状进行分析,并在流体动力学相关理论基础上,运用雷诺方程、雷诺边界条件等构建内燃机径向滑动轴承润滑计算模型,并通过仿真实验进行内燃机径向滑动轴承润滑特性及影响因素分析,为未来内燃机径向滑动轴承设计及工作提供了参考.     

柴油机滑动轴承热流体动力润滑仿真研究

根据径向滑动轴承热流体动力润滑理论,基于JFO理论提出的质量守恒边界条件,建立同时包含油膜完整区和空 穴压力变化的单缸柴油机滑动轴承热流体动力润滑模型,采用有限差分法求解模型方程,仿真分析滑动轴承的油膜厚度、油膜压力、润滑油流量和温度等参数对润滑性能的影响,分析内燃机滑动轴承润滑特性,为轴承润滑可靠性设计提供一定的理论依据.     

滑动轴承表面织构润滑理论模型

介绍了作用在轴和轴承上的常见表面织构形状和分布方式,总结了带有织构的滑动轴承理论模型,分析了表面织构参数对滑动轴承性能的影响和考虑空穴、惯性力、热效应、混合润滑等不同条件下的润滑机理,并对滑动轴承表面织构模型研究方向进行了展望。     

考虑不同加速工况的滑动轴承的启停性能分析*

滑动轴承的摩擦磨损主要发生在启停阶段。为了研究启停工况下的滑动轴承的摩擦学性能,建立一种面向径向滑动轴承的混合润滑数值分析模型。采用质量守恒边界条件的雷诺方程求解流体压力,采用Greenwood和Tripp接触模型预测固体表面接触,而通过Johnson载荷分配概念将润滑模型和接触模型联系起来,从而实现对滑动轴承在启停工况下从混合润滑过渡到动压润滑的摩擦学行为分析。利用该模型,研究轴承系统在启停阶段从边界润滑、混合润滑到动压润滑演化过程中的摩擦学性能;以径向滑动轴承系统为例,结合不同的轴承转速变化函数,分析轴承加速对轴承启停性能的影响;同时研究工作工况、润滑油温度、轴承的结构参数对轴承启停性能的影响。结果表明：轴承启动加速度在合理范围内越大越好,能使轴承更快进入动压润滑;较高的转速、较低的润滑油温度和较大的径向轴承间隙能使轴承拥有更好的启停性能。     

液体动力润滑径向滑动轴承优化设计

本文通过满足液体动力润滑径向滑动轴承给定的承载量系数值 ,来达到滑动轴承承载能力的要求。并以此为目标提出了液体动力润滑径向滑动轴承优化设计的数学模型。给出了具体的优化设计方法。实例计算的结果表明 ,本文所述方法适用、合理。     

基于复合型紊流润滑理论的径向滑动轴承紊流润滑性能的研究

复合型紊流润滑理论是一种新型的紊流润滑理论。随着机器向高速、大型化、大功率方向发展,滑动轴承越来越多地工作在紊流工况。将先进的复合型紊流润滑理论应用于径向滑动轴承的紊流润滑性能研究,提出了建立紊流润滑参数数据库的思想,使复合型紊流润滑理论能方便地用于工程实际,并将理论计算结果与滑动轴承紊流试验数据进行对比,同时用国际通用的Ng—Pan紊流润滑理论模式进行计算对比。研究发现,复合型紊流润滑理论与试验结果更为吻合,并在此基础上研究了径向轴承紊流润滑性能随工况参数的变化情况。     

镶嵌式复合径向滑动轴承的实验研究

对镶嵌式径向滑动轴承进行了实验研究,通过摩擦磨损实验进行了选材,提出了加工该型轴承的制造工艺,并采用台架试验测试了制得的几种镶嵌式径向滑动轴承的承载能力。结果表明：镶嵌式径向滑动轴承的承载能力比普通径向滑动轴承有较大的提高,其中镶嵌PTFE高分子材料的轴承,因PTFE材料能在其对偶件表面形成较为完全的转移膜,改善了轴承润滑性能,使轴承具有较高的承载能力。     

端面流体动压密封中一种新的湍流计算模型

基于H irs湍流润滑理论,针对端面动压密封(或推力轴承润滑)推导了极坐标系下的湍流计算模型。推导出的湍流Reynolds方程中有3处包含湍流修正系数。与传统的通过单纯湍流Reynolds方程进行润滑计算不同,本模型还可以方便地计算流场各点切向和径向平均速度,得到流场速度分布,从而可以更精确地直接计算流量。对于一种新型双螺旋槽端面流体动密封装置,本文湍流模型计算得到的泄漏量与试验值吻合,适用于压力流动和速度流动共存的湍流润滑计算。     

粗糙表面计算机模拟

粗糙表面的计算机模拟是建立粗糙表面模型进而对粗糙表面间相互作用进行模拟研究的前提。提出一种基于时间序列模型、数字滤波技术和Johnson转换系统的粗糙表面模拟方法，分别模拟了各向同性与各向异性、高斯与非高斯分布条件下具有不同形式自相关函数的粗糙表面，并对复杂合成粗糙表面的模拟进行了尝试。最后，对粗糙表面模拟过程中的误差进行了初步分析。结果表明，提出的粗糙表面模拟方法能快速有效地模拟具有指定自相关函数的高斯或非高斯随机粗糙表面；在一定的条件下模拟表面的统计特征与规定值误差很小，但当相关长度比较大的时候，误差比较明显。     

表面织构对油水混合液润滑轴承湍流润滑性能的影响*

基于湍流理论,利用Fluent软件研究表面织构对油水两相流体润滑下径向滑动轴承液膜压力、承载能力以及湍流动能的影响,比较织构形状、轴承转速和水含量对轴承湍流润滑性能的影响。研究表明:复杂形状织构加剧了液膜的湍流流动,导致更大的湍流动能,提高了液膜压力和承载力;随着轴承转速的增高,轴承承载能力呈线性增加;随着润滑油中含水量的增加,油膜压力增大,承载能力增大。     

一种湍流润滑理论分析的工程计算方法

在对湍流润滑理论的湍流润滑系数曲线特性进行分析的基础上，通过适当地近似和简化，并在保证计算精度的前提下提出了一种湍注润滑理论分析的工程计算方法，该方法求解速度快，占用计算机内存小，且考虑了介于层流和完全湍流之间的过渡区，不仅适用于动压轴承，而且适用于动静压混合轴承以及高压密封环等剪切流与周向、轴向两个方向压力流相互耦合的场合，利用该方法对密封环静态承载能力进行了计算，发现理论计算结果与实验数据具有较好的一致性。     

结构参数对滑动轴承润滑性能的影响

为探究结构参数对滑动轴承润滑性能的影响,以有限长径向滑动轴承为研究对象,基于流体润滑计算理论,建立了流体动压径向滑动轴承润滑模型,使用有限差分法求解Reynolds方程获得油膜厚度和压力,分析宽径比和相对间隙对滑动轴承动力学特性的影响。结果表明:有限长径向滑动轴承的压力三维分布图近似为连续的抛物面分布;适当增大滑动轴承的宽度,有利于滑动轴承润滑油膜形成,提高滑动轴承的承载能力;摩擦力矩和承载能力随相对间隙减小而增加,端泄流量随相对间隙增大而增大,相对间隙对偏位角无影响。     

滚动轴承零件表面的小波模拟与表征

建立了模拟粗糙表面的小波模型,该模型可生成各向同性高斯表面、各向异性高斯表面;分析了模拟表面的统计参数和自相关函数;验证了该模型的正确性和有效性。小波模型与Johnson转换系统结合,模拟了给定偏态、峰态的非高斯表面,结果显示目标值和模拟值吻合。另外,将支承面曲线从二维推广到三维,研究表明三维支承面曲线能够更加准确反映表面真实信息;定义的粗糙峰曲线和空穴曲线为未来研究粗糙表面微润滑、微摩擦、微磨损提供基础。     

液膜滑动轴承统一模型解法与分析

完整地提出适用于动压、静压和动静压各类液膜润滑滑动轴承统一模型的解法。它着眼于各类液膜滑动轴承系统的共通机制，真实地描述整个轴承润滑场，分析迅速，结果切合实际。它克服了已往数值模型解法中存在计算流量误差的问题，并实现了贫油或裕油工况下滑动轴承性能分析。     

多项式结构选择技术构建风电滑动轴承润滑特性代理模型

在模拟滑动轴承润滑特性时，现有的CFD仿真方法计算成本高、耗时长，且不适宜于油膜优化设计中的多次迭代调用。提出采用多项式结构选择技术构建风电滑动轴承润滑特性代理模型，该方法通过遗传智能布点技术遗传样本，减少CFD仿真次数；基于误差减小比率筛选对润滑特性影响大的有效项，剔除影响小的无效项，减少多项式项数来提高风电滑动轴承润滑特性多项式代理模型的效率和精度。该模型实现少而精的多项式拟合润滑参数与润滑特性的强非线性映射关系，所需采集的样本数量少于传统的径向基函数代理模型构建方法，且计算误差小于径向基函数代理模型，为复杂非线性建模提供一条新的研究思路和技术途径。     

滑动轴承非线性动态油膜力的解析模型研究

分析了几种典型径向滑动轴承非线性动态油膜力解析模型之间的区别、联系及其相应的适用条件,提出了一种新的径向滑动轴承非线性动态油膜力解析模型。应用新模型和Capone模型,对200MW汽轮机低压轴承转子系统起停过程进行数值模拟分析。结果表明,提出的解析计算模型与其它模型相比,具有结构简单,物理概念清晰,实用性强的特点。该模型覆盖了其它几种解析模型给出的结果,因此具有更宽的适用范围。     

表面织构对水润滑径向滑动轴承湍流特性的影响

基于湍流理论,采用RNG k-ε湍流模型,研究水润滑径向滑动轴承轴瓦表面加工织构凹坑对轴承水膜压力、承载能力和湍流特性的影响,比较织构形状、分布位置、多尺度以及尺寸参数对轴承润滑性能的影响。结果表明:复杂形状织构加剧了水膜的湍流流动,导致更大的湍流动能,提高了水膜压力和承载力;织构棱边、尖角越多,越易形成二次涡;轴承收敛楔形入口处织构降低轴承承载能力,出口处织构提高承载力,且越靠近出口提升效果越明显;织构轴向尺寸与周向尺寸之比对轴承承载能力影响明显,并且存在最佳比值。     

多瓦可倾瓦径向滑动轴承热润滑性能分析

考虑变黏度、密度的情况,建立多瓦可倾瓦径向滑动轴承的数学模型,用有限差分法求解其热流体动力润滑(THD)模型,分别计算12块瓦可倾瓦径向滑动轴承的最小油膜、压力分布和三维温度场分布,分析不同载荷、不同转速、不同润滑油黏度等对轴承各瓦的热润滑性能影响。结果显示,建立的模型及其计算程序能计算分析多瓦可倾瓦径向滑动轴承的热润滑问题。润滑油黏度和转子转速对多瓦可倾瓦径向滑动轴承的热润滑性能有较大的影响;瓦块绕支点的倾斜以及瓦块所处的角度位置会影响部分瓦块的热润滑性能,出现与普通圆形径向滑动轴承不一致的润滑性能变化。     

表面粗糙度对织构化动压轴承特性影响研究

针对带有表面微织构的径向动压轴承,采用高斯随机粗糙表面模拟轴瓦表面粗糙度,建立了表面微织构和粗糙度耦合作用下轴承油膜特性数学模型;在此基础上,计算不同偏心率及转速下油膜静、动特性参数,并分析了粗糙度对织构化动压轴承压力分布、失稳转速等的影响。结果表明,各偏心下适当的表面粗糙度能够提升织构化动压轴承油膜压力及承载能力;摩擦力及平均温升亦有上升,且粗糙度造成织构化动压轴承失稳转速降低。将理论结果与M2000型摩擦磨损试验机测试结果进行对比,验证了模型的合理性。研究对同时计入粗糙度和织构的滑动轴承润滑机理研究有一定的借鉴意义。