外存储器中流体动压轴承槽形构设计与仿真

讨论高道密度外存储器中主轴电机的流体动压轴承中的槽形结构参数对轴承性能的影响.在仿真轴承承载能力随槽形单个参数变化的基础上,提出了一种方法,通过Taguchi方法对槽形参数优化组合,然后与有限元法、耦合计算相结合,以获得具有良好轴承综合性能的组合槽形结构参数,实现了多目标设计.     

外存储器中流体动压轴承槽形结构设计与仿真

讨论高道密度外存储器中主轴电机的流体动压轴承中的槽形结构参数对轴承性能的影响，在仿真轴承承载能力随槽形单个参数变化的基础上，提出了一种方法，通过Ｔａｇｕｃｈｉ方法对槽形参数优化组合，然后与有限元法，耦合计算相结合，以获得具有良好轴承综合性能的组合槽形结构参数，实现了多目标设计。     

考虑紊流和滑移影响的液态金属润滑螺旋槽轴承设计

为了研究液态金属作为润滑介质时对螺旋槽轴承性能的影响,针对液态金属黏度低与接触角大等特点,建立了考虑紊流和边界滑移影响的轴承性能计算模型,进行了液态金属润滑螺旋槽轴承设计。基于螺旋槽轴承的特殊结构,在非正交坐标下运用有限差分法以及局部积分法求解了雷诺方程,得到轴承膜厚压力分布;采用Ng-Pan紊流模型并综合滑移长度模型(SLM)和极限剪应力模型(LSSM),分析对比了考虑紊流滑移影响和层流无滑移时的轴承性能;研究了槽数、螺旋夹角等结构参数对轴承静动态性能的影响,确定了轴承各结构参数的最佳取值。结果表明:适当的半滑移设计可以有效提高轴承承载能力并减少空化区域面积;在槽数为8～12、螺旋夹角为60°左右、槽深为20μm、沟脊比为1时,轴承可以获得良好的静动态性能。研究工作对国产高性能CT设备的液态金属轴承设计具有一定的指导意义。     

人字形螺旋槽动压止推轴承性能分析

为了研究人字形螺旋槽止推轴承的结构参数对其静动态性能的影响,针对轴承的特殊结构,通过坐标变换在扇形坐标系下,建立了轴承的性能计算模型。在正交坐标系下运用有限差分法对雷诺方程进行了离散和求解,得到了轴承的膜厚压力分布;研究了槽数、槽深和螺旋角等结构参数对轴承静动态性能的影响,综合考虑油膜承载力和刚度等因素,确定了轴承各结构参数对应的最优取值;通过分析人字槽轴承内部流体的流动状态,得到了槽深间隙比对基于层流和紊流两种计算模型下所得结果的影响规律。研究结果表明:人字槽顶端为主要承载区,该区域内存在压力峰值;在加工允许范围内,可以增加槽数,在轴承间隙为0.01mm,槽深间隙比约为3、槽台宽比为0.7～1、螺旋角为60°时,轴承可以获得较好的润滑性能;当槽深间隙比大于3时,轴承内部会出现明显涡流,导致油膜承载力减小、温升升高,此时基本的雷诺方程不再适用。研究成果可为国产高性能CT设备中液态金属轴承技术提供一定的理论指导。     

虎克万向节节叉轴承滚针的凸度设计

虎克万向节十字轴节叉轴承的滚针凸度决定了滚针与滚道间接触压力的分布状况,是影响万向节性能和寿命的主要因素之一．为改善万向节的性能,文中基于Lundberg对数凸型方程和三维有限长弹性接触问题的数值计算,分析了轴承结构参数对接触压力分布的影响,提出滚针凸度量设计时必须考虑滚针倒角半径和越程槽宽度的影响,并给出了相应的数值计算方法．使用该方法设计的滚针轴承,可以避免接触压力分布出现“边缘效应”,也可避免在接触区域发生部分应力集中,提高了万向节的性能和使用寿命．     

外径密封式螺旋槽推力轴承

本文提出一种外径密封的螺旋槽推力轴承新结构,并利用螺旋槽近似理论对该轴承进行了分析计算。文中给出了承载能力和刚度公式,同时通过实例论证了该轴承具有远大于普通螺旋槽推力轴承的承载能力和刚度。该种轴承结构为进一步提高空气动压推力轴承的工作性能开辟了新途径。     

曲面环式轴承向心力传感器

轴承载荷能反映它支承的机械的载荷，是机器的性能研究和自动控制中很有用的一个参数．轴承向心力传感器是获取轴承载荷信号的一个关键元器件．本文推荐了一种曲面环作为轴承向心力传感器．它的结构简单紧凑，便于安装，有较广泛的应用范围．文章介绍了这种环的结构，用计算和试验检测了它的性能，并通过计算机模拟试验分析了它的结构参数对测试性能的影响．     

螺旋槽水润滑橡胶合金轴承摩擦学性能实验

通过螺旋槽和直槽结构的水润滑橡胶合金轴承摩擦学性能对比实验,研究螺旋槽结构对水润滑轴承的润滑特性及泥沙和杂质排泄能力的影响,结果表明螺旋槽结构的水润滑橡胶合金轴承摩擦学性能优于直槽,更容易形成弹性流体动压润滑,降低摩擦磨损,具有良好的泥沙和杂质排泄能力,对延长使用寿命和保护设备正常运行具有很好的作用。     

热料输送机滚轮结构的改进

热料输送机工作构件具备耐高温的特点,料槽．滚轮轴用不锈钢1Cr13材料加工而成,1Cr13具备耐高温和低导热性能的特点,调质性能优良。传统滚轮和料槽之间采用JSAVE-A3型隔热材料隔热,滚轮轴承用普通耐高温轴承,用FT-3001型超高温润滑脂润滑。此种结构存在隔热层易脱落．更换配件难及润滑困难等缺陷。通过对隔热套的作用分析及对环境温度对滚轮各部寿命影响的分析,对传统滚轮结构进行改进,采用马蹄块轴座代替长方体实心轴座,无隔热套,同时用T6207免润滑轴承轴承取代普通耐高温轴承。达到了优化性能、简化结构,节约成本的效果。     

内外膜独立供油径向浮环动静压轴承静特性优化分析

动静压浮环轴承在高速、超高速旋转机械中的应用非常广泛,轴承的摩擦功耗是制约转子性能的突出因素。本文利用有限元法和复合形法对内外膜独立供油的径向浮环动静压轴承静态性能进行了优化分析,在保证浮环平衡的基础上,以单位承载力下摩擦功耗最小作为优化目标,对供油压力和轴承重要结构参数进行了优化,得到了供油压力、浅腔深度等重要设计参数的最优值,优化结果对于降低高速轴承的摩擦功耗和温升具有重要意义,同时对浮环轴承的结构参数设计有较大的参考价值。     

Structural Optimization of Damping Groove Based on Valve Plate Dynamic Cavitation Response Model

To reduce cavitation occurring on valve plate of piston pump,an optimization design method was introduced to quantitively analyze the accurate relationship between structural jet groove parameters and cavitation. Using the computational fluid dynamics（ CFD） method,the absorbing and discharging processes in piston pump were simulated dynamically. The damping groove＇s structure effects on both jet angle and pressure shock were analyzed visually with a series of different parametrical grooves. By establishing parametrical damping groove model,the piston pumps＇ dynamic analysis was integrated with CFD analysis,experimental design and approximation model, etc. The mathematical model of plunger pressure during oil back period,jet angle and structural parameters of damping groove were established in the form of second-order response surface method（ RSM） model. The damping groove structure of valve plate was optimized on the basis of the RSM model. Test data shows that the anti-cavitation performance of optimized valve plate was obviously improved. And this method provides theoretical foundation for the structure design of damping groove.     

双作用叶片泵减振槽几何尺寸优化设计

本文通过分析双作用叶片泵减振槽对压力脉动的影响,分别讨论了叶片泵工作腔增压的三个主要因素,以此为依据建立了叶片泵工作腔压力的数学模型,并应用优化设计方法,以减振槽的几何尺寸为设计变量,求出额定工况下,压力脉动最小时减振槽的几何尺寸.     

油气两相动压密封端面结构多参数正交优化及试验研究

针对油滴均匀分布在气相中的油气两相动压密封,利用Fluent软件建立两相动压密封端面间流体模型,并采用多参数正交优化法,分析密封性能参数（工作膜厚、流体膜刚度、泄漏量及摩擦扭矩）随两相密封动压槽结构参数（螺旋角、槽深、槽宽比、槽坝比和槽数）的变化。分析结果表明：在恒定转速、压差和闭合力条件下,通过调整各结构参数均可获得最大工作膜厚;流体膜刚度随着螺旋角和槽深的增大而减小;气体泄漏率和液体泄漏率随密封槽结构参数变化规律相同,且变化规律与工作膜厚相同;得到了定工况下的最优动压槽结构参数。最后通过自主设计的气液两相动压密封实验装置进行静压试验和运转试验,验证了动压密封在油气两相介质工况下应用的可行性。     

螺旋槽结构参数对机械密封性能的影响分析

本文以螺旋槽端面流体动压机械密封为研究对象,采用CFD模型,对螺旋槽机械密封进行了数值建模和密封性能分析。在不考虑温度变化的情况下,通过改变所给边界条件中的结构参数,对比分析了不同参数对螺旋槽机械密封性能的影响,得到了槽数、螺旋角、槽深、槽坝比和槽区堰区宽度比随开启力、最大总压力及泄漏量的变化规律。     

高速螺旋槽气体密封轴向微扰的有限元分析

利用一种高阶形函数的有限元方法，分析了高速运转下的螺旋槽端面密封的轴向微扰，得到了气体密封关于轴向微扰的一些动态特性参数，如密封的动态刚度和阻尼。计算了密封的一些稳态特性参数如密封开启力，静态刚度和泄漏量。分析了这些稳态和动态参数关于压缩因数和频率因数的变化关系。     

膨胀管分离装置设计参数的敏感性分析

采用ANSYS/LY-DYNA对膨胀管分离装置的爆炸分离过程进行仿真分析. 针对影响分离装置分离性能的主要设计参数建立有限元模型,对分离性能进行预示和分析,获取炸药索装药量、削弱槽处的厚度、削弱槽倒圆半径、分离板厚度、分离板韧性、扁平管硬度和填充物硬度等相关设计参数对分离装置性能的影响. 结果表明：炸药索装药量和分离板厚度对分离性能影响较大.     

液黏传动双圆弧油槽摩擦副油膜剪切转矩研究

双圆弧油槽摩擦副广泛应用于液黏传动,为了研究油槽结构参数对油膜剪切转矩的影响,对摩擦副间流体的流动特性进行数值模拟,得到了油膜剪切转矩.建立了集流场参数化建模(CAD)、数值模拟(CFX)、试验设计方法(DOE)及响应曲面法(RSM)为一体的油槽参数影响分析平台,分析了油槽深度、油槽宽度和油槽数目对油膜剪切转矩的影响并建立了近似响应曲面模型.搭建转矩性能试验台进行试验验证,结果表明:油膜剪切转矩随着油槽深度、宽度和数目的增大均减小,而油槽宽度对转矩的影响最大,油槽深度影响次之,油槽数目影响最小.通过理论和试验研究,应用CFX数值模拟和建立摩擦副油槽参数影响分析平台实现了CAD、CFX、DOE及RSM等技术的高度融合,可以准确地分析摩擦副油槽参数对油膜剪切转矩的影响.     

具有周向贯通槽的螺旋槽干气密封的数值模拟

为研究具有周向贯通槽的螺旋槽干气密封的工作机理,运用Fluent软件对螺旋槽干气密封模型上加开周向贯通槽的端面流场进行了数值模拟分析,同时对比分析了运动参数对单开螺旋槽和加开周向贯通槽两者的影响。结果表明:加开周向贯通槽的螺旋槽干气密封具有更小的泄漏量,较大的开启力,端面压力周向分布均匀,对动、静环端面稳定地非接触运行起到重要的作用,保证了密封工作的稳定性。经数值模拟分析,周向贯通槽槽形几何参数最佳取值范围槽宽为2.0～3.0μm,深度为2.0～4.0μm。     

基于CFD的扇形喷嘴不同切割结构研究

扇形喷嘴越来越广泛地应用于清洗作业,但不同切割结构的扇形喷嘴具有不同的性能。采用VOF(volume of fluid)两相流模型,运用CFD(computational fluid dynamics)软件对扇形喷嘴及其外流场进行了数值模拟,研究了当扇形喷嘴出口截面面积一定时,不同的切槽形状和加工方式对清洗效果的影响。研究结果表明:相同的加工方式,V形槽的喷射角略高于U形槽,圆弧形槽的喷射角最小。但在有效作用域上和有效打击力方面,圆弧形槽的最大,U形槽略大于V形槽;水平铣槽加工方式的射流角度和质量流量均大于圆弧铣槽的;圆弧铣槽加工方式相比水平铣槽能提高V形槽和U形槽的清洗能力,但却削弱了圆弧形槽的清洗能力。