基于CFD的水润滑斜面推力轴承承载能力分析

基于计算流体动力学(CFD)理论,建立不同的水膜润滑模型并进行仿真计算,分析最小水膜厚度、瓦块倾斜角度、瓦斜面升高比及转速对某斜面推力轴承的承载能力的影响规律,为水润滑斜面推力轴承的设计提供理论依据.结果表明:最小水膜厚度和转速是影响轴承承载能力的重要因素;当最小水膜厚度和转速一定时,存在最优的瓦块倾斜角度或瓦斜面升高比使轴承承载能力最大,最优瓦斜面升高比为0.656,最优瓦块倾斜角度可以通过最小水膜厚度与最优瓦斜面升高比计算得到.     

轴系倾斜下可倾瓦推力轴承静动特性分析

针对船舶可倾瓦推力轴承在实际运行过程中存在的轴系倾斜问题,建立倾斜状态下可倾瓦推力轴承热弹流体动压润滑计算模型,研究倾斜状态对可倾瓦推力轴承静动特性的影响。提出了以倾斜角和轴线投影角两个参数来表征倾斜状态的数学模型;联合热弹流体动压润滑模型和轴向油膜刚度、阻尼系数求解模型,全过程求解可倾瓦推力轴承静动特性。静态性能参数包括载荷、最小油膜厚度、最大油膜压力、最高油膜温度;动态性能参数包括轴向油膜刚度和阻尼系数。结果表明:轴线倾斜使每块瓦承受载荷严重不均,造成各块瓦巨大的性能差异;倾斜角增大使瓦所承受载荷、油膜压力和油膜温度增加,油膜厚度减小,且外载荷越大变化越显著;轴线投影角所在轴瓦承受载荷最大,当轴线投影角在支点附近时,静态性能参数皆有极值存在;轴线投影角在距瓦进油边31°的位置时推力轴承轴向油膜刚度和阻尼系数有最大值。研究结果可为倾斜状态下可倾瓦推力轴承可靠性的提高提供参考。     

流体动压推力轴承性能分析

本文全面计算了平面扇形瓦推力轴承的流体动压润滑性能,分析了压力中心、承载能力和功耗等性能参数与瓦倾斜参数和温升参数的关系.由计算结果可知,压力中心曲线存在着单值区、双值区和无值区。对于固定瓦和可倾瓦轴承,都可以选择最佳设计参数,使承载力最大或功耗最小.     

固定瓦推力轴承的结构改进及其最佳参数的研究

提出固定瓦推力轴承的结构改进措施，以克服惯性离心力的不良影响。建立封油边斜－平面瓦推力轴承的数学模型，经数值分析计算得出该推力轴承的最佳结构参数。阐明离心力对轴承性能的影响，给出临界雷诺数，依此可判断离心力影响的大小。     

弹性摆动瓦气体润滑推力轴承——转子系统的稳定性分析

对弹性摆动瓦气体的润滑推力轴承－转子系统的稳定性进行了分析计算了这种轴承的线性气膜刚度系数和阻尼系数,并对线性情况下轴向瞬态响应作了分析,计算,给出了计算工线和高速转子系统的稳定性判据,为推力轴承－转子系统的可靠性评估提供了依据。     

船舶水润滑推力轴承数值分析与计算

为研究三维扇形斜面平台推力瓦的润滑性能,采用数值分析方法,通过Matlab软件计算水膜厚度、压力分布,使用有限元ANSYS软件获得推力瓦位移场和温度场的分布规律.研究表明:推力瓦块的压力呈两边低、中间高的趋势;水膜厚度与瓦块的几何形状有关;瓦块的最高温度和最大压力值均出现在推力瓦周向靠近出水口的位置.     

空气轴承的弹性均压槽力学性能分析与测试

该文设计了一种新型空气轴承.建立了弹性环形薄板的有限差分数值计算模型.设计了含有均压槽气体润滑轴承的计算模型和弹性环形薄板的有限差分数值计算模型的耦合计算过程.探索了用多重网格法求解四阶偏微分方程(弹性薄板变形控制方程)的迭代过程,取得成功.对新型气体静压推力轴承的环形弹性均压槽弹性变形的检测结果表明:均压槽的宽度、深度都能随设计压力的改变产生满足控制要求的尺度变化,表明这种结构的设计、制造和检测都是成功的.     

计入三维热效应对可倾瓦推力轴承动力特性的影响

在考虑三维热效应的情况下,研究线支撑可倾瓦推力轴承的动力特性.建立广义雷诺方程、完整的三维能量方程、瓦体的热传导方程和温粘关系,联立求解非线性偏微分方程组,计算油膜的刚度和阻尼系数.研究表明：温度变化对可倾瓦推力轴承的动力特性有较大影响;与不计入热效应的线支撑可倾瓦推力轴承相比,计入三维热流体的可倾瓦推力轴承的油膜刚度和阻尼系数会增大,其理论计算结果更接近实际工况;随着载荷、入口温度的增加以及转速的减小,油膜的刚度和阻尼也会随之增大.     

基于有限元的塑料瓦推力轴承油膜特性分析

应用COMSOL Multiphysics对塑料瓦推力轴承建立有限元三维模型,在塑料瓦表面求解雷诺方程,得到塑料瓦表面的压力分布,以确定其弹性变形量,用于塑料瓦推力轴承油膜的特性分析.分析结果表明,载荷增大时油膜压力明显增大,并且油膜压力最大值向推力瓦出油区一侧移动,在推力瓦上产生较大变形;转速增加有利于形成流体动压润...     

采用域外法求解弹流润滑问题的研究

本文讨论了运用域外法求解二维、三维线性微分方程的边值问题,分析了配置区域和配置点的选取对计算精度的影响,作为算例之一,给出了可倾瓦推力轴承弹流润滑问题的计算结果。     

弹性金属塑料轴瓦材料蠕变理论模型研究

利用微观力学的方法,对弹性金属塑料轴瓦材料的蠕变行为进行了研究,推导出了该材料的蠕变力学模型.实验证明,这种理论模型对弹性金属塑料轴瓦材料在线性蠕变范围内的预测是合理的.     

复合材料轴瓦的力学性能研究

通过对由聚四氟乙烯（ＰＴＦＥ）塑料和青铜丝弹簧所组成的复合材料轴瓦的性能进行实验测量和理论分析,建立了反映复合材料轴瓦的应力与应变关系的材料松弛模量矩阵,分析了普通ＰＴＦＥ塑料与用作轴瓦材料的ＰＴＦＥ的差别,得出了ＰＴＦＥ塑料与青铜丝复合层的蠕变及柔量矩阵,为弹性金属塑料瓦（ＥＭＰ）的性能计算奠定了基础     

表面滑移对塑料瓦推力轴承润滑性能影响的理论分析

由于弹性金属塑料瓦表面存在滑移现象,所以将改变轴承的润滑性能．文章对具有表面滑移的雷诺方程和能量方程进行了推导和计算,结果表明：表面滑移对轴承润滑性能有一定的影响．     

剪切桥式两可倾瓦轴承负荷传感器结构二维有限元分析

本文对大型汽轮发电机组剪切桥式两可倾瓦轴承负荷传感器结构进行了二维有限元分析 ,研究了不同边界条件对传感器结构应力 (应变 )场的影响 ,计算与试验结果对比表明 :所建立的有限元模型基本是正确的 ,可将其用于两可心倾瓦轴承负荷传感器结构设计。     

可倾瓦滑动轴承摩擦功率损耗特性研究

为了在降低轴承能耗的同时保证透平机械的高效安全运行,对轴承-转子系统进行了更准确的建模仿真。首先对转子和轴承间隙内的油膜厚度进行了精细建模,考虑润滑油温粘效应及轴瓦变形,结合小扰动法计算轴承转子动力学参数,开发出计算五瓦可倾瓦轴承程序(COMDYN-Bearing),并将文献数据与本文数据对比,以验证本模型在多项参数中尤其是功率损耗计算的准确性。最后以某合成氨装置工业汽轮机为例,实证研究轴承宽径比、预负荷等结构参数对功率损耗以及转子稳定性的对应关系,结果表明:随着轴承预负荷的增大,轴承功耗和最高瓦温随之降低,但转子的稳定性也随之降低;随着宽径比的增加,轴承最大瓦温降低,但功耗增加,转子稳定性降低。     

基于实测数据及仿真计算的轴承瓦块温度分析

为分析某抽水蓄能机组的上导轴承瓦温偏高 ,并接近报警值的原因 ,首先从机组结构、安装特点等方面系统地分析了影响瓦温偏高的可能因素 ,然后结合考虑多种变形因素的 Reynolds方程的仿真求解 ,给出了轴承安装间隙同瓦块温升之间的关系曲线。综合分析表明上导轴承瓦温偏高是由上、下导轴承安装间隙不协调 ,上导轴承间隙过小造成的 ,并定性地给出了上、下导轴承安装间隙的调整方案。机组再次运行的数据表明文中所用的分析及仿真方法是正确的 ,提出的导轴承安装间隙调整方案是可行的 ,可方便地指导现场维修     

弹性横梁支承的可倾瓦推力轴承的静态分析

对推力轴承的周向负荷分配规律及推力瓦的静态工作点进行了研究．建立起系统的平衡方程式，计入了推力盘倾斜及推力瓦支承弹性横梁的影响．定义了可倾瓦的刚度系数，找到了可倾瓦与固定瓦油膜厚度之间的对应关系，从而利用固定瓦的计算结果来求得可倾瓦的静态特性及刚度系数．在Ｎｅｗｔｏｎ迭代法的基础，利用可倾瓦的刚度系数，在Ｎｅｗｔｏｎ迭代法的基础上，利用可倾瓦的刚度系数，求解非线性方程组．结果表明，推力盘的静态倾斜将引起各推力瓦负荷及静态工作点的很大变化．文中的工作可作为推力轴承广义热弹流分析及推力轴承－转子系统动力学研究的参考．     

可倾瓦推力轴承轴瓦廓形的实验研究

本文提供了中间线支撑可倾瓦推力轴承在较广泛的工况下轴瓦廓形的实验研究数据。详细研究了轴瓦随载荷、轴承转速和润滑油流量等因素变化而变化的表现形态;进而得出了中间支撑的瓦块能形成动压油膜的试验结果。试验在英国谢菲尔德大学摩擦学试验室的150mm可倾瓦推力轴承实验台上完成。     

水轮发电机推力轴承的广义热弹性流体动力润滑性能分析

本文以二维雷诺方程、能量方程、三维热传导和三维热弹位移边界积分方程为基础,用边界元法求解油膜压力、瓦体温度场和瓦面热弹位移,编制了一个较完善的热弹性流体动力分析软件.利用这一软件,计算了托盘支承双层水冷可倾瓦轴承的热弹性流体动力性能,研究了载荷、转速、隔热层或热阻、水冷瓦、油池温度和托盘变形等因素对轴承性能的影响.结果指出,重载时轴瓦的热弹变形将导致工作条件恶化,接触热阻或隔热层对于改善瓦的变形是有利的,水冷瓦可以降低瓦温并改善瓦的变形,油池温度对各项性能有较大影响,托盘变形的影响很小.     

桥梁橡胶支座减,隔震性能研究

本文在桥梁板式橡胶支座、聚四氟乙稀滑板橡胶支座的动力剪切性能以及弧形钢板条的滞回性能试验的基础上,建立了相应的力学分析模式。通过简支梁桥模型的地震模拟振动台试验和计算分析,验证了计算模式的正确性,并表明弧形钢板条耗能器与滑板橡胶支座组合是一简易而理想的减震、耗能体系。