浅析新形势下的工业设计与创新

工业设计是社会化大生产的产物,现代人们对于消费产品的生理和心理需求层次越来越高,但我国工业设计现代化程度现如今还处于不成熟阶段。本文先对工业设计概况和我国目前存在的主要问题做了简要叙述,从企业、区域和历史领域需求来分析工业设计创新的必要性,最后基于我国工业设计现状提出了一些发展途径。     

超导可倾瓦磁液复合轴承的动力学特性分析

针对我国新一代液体火箭涡轮泵高速、可重复使用的功能需求与现役滚动轴承直径与转速的乘积(DN值)难以提高之间的矛盾,提出了一种新型超导可倾瓦磁液复合轴承,能够实现磁液优势互补、启停磨损性能和高速振动稳定性综合较优,从而成倍地提高涡轮泵转速并延长其使用寿命。通过涡轮泵系统自带的低温介质,实现了超导磁力与动压液膜力的复合;基于磁通冻结镜像模型和雷诺方程,建立了考虑超导体场冷高度和低黏介质流态的磁液复合分析模型;对于磁场与流场之间的热效应、瓦摆效应和介磁效应的耦合关系,提出了解耦的分析方法;研究了不同设计参数对复合轴承轴心轨迹和动态最小膜厚的影响,揭示了复合轴承的非线性动力学规律。研究结果表明:最佳支点系数在62%～66%之间,可以显著改善轴承的服役性能;在0.04%～0.05%之间存在一个会使最小膜厚出现极小值的间隙比;增大长径比对轴承性能的改善最为明显,增大瓦包角对轴承性能的改善效果微弱;载荷作用在瓦块之间时,复合轴承具有更好的动态承载能力。可为抑制轴颈振动和提高复合轴承承载能力提供一些设计指导,对设计高可靠性火箭涡轮泵的轴系结构也具有一定的参考价值。     

表面粗糙度对低速水润滑滑动轴承混合润滑性能的影响

针对船用滑动轴承在低速水润滑工况下液膜承载能力不足导致的局部固体接触碰磨问题,研究了表面粗糙度对水润滑滑动轴承混合润滑性能的影响。假设轴颈和轴承表面粗糙峰服从高斯分布,以粗糙峰高度综合标准差表征表面粗糙度,联立平均雷诺流体润滑方程和GreenwoodTripp(GT)固体表面接触方程,对比分析了全膜润滑和混合润滑下的液膜厚度和压力分布,针对几种典型转速研究了表面粗糙度对轴承的液膜承载力及其最大压力、粗糙峰接触承载力及其最大压力、偏心率和最小名义膜厚的影响。数值计算结果表明:在低速水润滑工况下,混合润滑模型的最大液膜压力比全膜润滑模型降低一个数量级以上,粗糙峰接触压力的产生使得最小名义膜厚增加;随着表面粗糙度的增加,液膜承载力、偏心率、最大液膜压力和最大粗糙峰接触压力呈减小趋势,粗糙峰接触承载力和最小名义膜厚呈增加趋势;在混合润滑下转速对最小名义膜厚和偏心率的变化曲线没有影响。该研究可对低速水润滑滑动轴承优化及可靠性设计提供一定的参考。