考虑弹流润滑效应的三点接触球轴承刚度特性分析

为获得润滑状态下三点接触球轴承更为准确的刚度特性,应考虑弹流润滑效应对轴承刚度的影响。文中基于拟静力学模型考虑高速离心力和陀螺力矩效应,根据给定轴承的结构参数和工况,计算滚动体与内外圈的法向接触载荷和各部件的运动速度。将拟静力学模型的计算结果和润滑介质参数代入弹流润滑模型,求解出滚动体与内外圈之间的压力分布和油膜厚度分布。进一步研究了转速、轴向载荷和润滑油的初始黏度对油膜压力和最小油膜厚度的影响。基于弹流润滑理论分析了转速和轴向载荷对轴承接触刚度、油膜刚度及综合刚度的影响。结果表明:转速的提高会大幅增加润滑油膜的整体厚度;润滑油初始黏度的增大会增加油膜厚度;随着轴承转速的提高,轴承的整体轴向刚度和轴向油膜刚度减小;随着轴向载荷的增大,轴承轴向刚度和轴向油膜刚度增大,且差值变化不大。

红外光谱吸收法在线油膜厚度测量系统在板材生产中的应用

为防止冷轧带钢在储存及运输过程中表面出现锈蚀影响产品质量及性能,需要在线对成品带钢进行涂油处理。因此,在生产过程中根据产品性能要求需对油膜厚度进行准确测量和控制。重点介绍分析红外光谱吸收法在线检测油膜厚度的测量原理、硬件特性及实际应用效果。在线油膜厚度测量系统的应用,能够实现生产过程中对油膜厚度的快速有效检测,并通过实时的数据上传实现了检测数据的记录保存及反查功能。

复杂边界条件浮环轴承油膜力模型研究

为了增加浮环轴承润滑油的流通性,常在浮环上开设周向槽或轴向槽,然而油槽的存在使得油膜边界复杂化。针对短轴承模型难以处理复杂边界条件以及数值方法计算效率极低的问题,引入和发展了2种油膜力模型——数据库法和分离变量法,以处理浮环轴承复杂边界和计算效率问题。针对轴向槽轴瓦,基于数据库方法建立具有三维结构的非线性油膜力和摩擦力数据库;而针对周向槽轴瓦,基于分离变量法推导出非线性油膜力解析表达式。通过与有限差分法对比,验证了所发展的油膜力模型具有较高的计算精度和计算效率。

Bifurcation analysis for nonlinear multi-degree-of-freedom rotor system with liquid-film lubricated bearings

The oil-film oscillation in dimensional nonlinear problem. In this a large rotating machinery is a complex high- paper, a high pressure rotor of an aero engine with a pair of liquid-film lubricated bearings is modeled as a twenty-two-degree-of-freedom nonlinear system by the Lagrange method. This high-dimensional nonlinear system can be reduced to a two-degree-of-freedom system preserving the oil-film oscillation property by introducing the modified proper orthogonal decomposition （POD） method. The effi- ciency of the method is shown by numerical simulations for both the original and reduced systems. The Chen-Longford （C-L） method is introduced to get the dynamical behaviors of the reduced system that reflect the natural property of the oil-film oscillation.

基于格子Boltzmann方法的活塞环润滑和油膜流动研究

使用不可压缩格子玻尔兹曼方法(lattice Boltzmann method,LBM)对活塞环进行润滑和流动计算,采用基于非平衡外推和空间插值的方法来重构活塞环几何形状和界面速度边界,通过Reynolds方程验证了LBM的可行性。在此基础上,建立了3种不同的活塞环桶面轮廓,研究了不同活塞环桶面轮廓对润滑和流动的影响,获得了润滑区域的速度分布和流线图。结果表明,在相同条件下,随着桶面偏移量的增加,峰值压力和承载力增加;在几何收敛区域内,润滑油沿流动方向流速快的流体占比逐渐增加;在活塞环入口位置捕捉到了涡流和反向速度分量的存在,随着桶面偏移的增大,涡流区有扩大的趋势。应用LBM计算活塞环润滑是可行的。

石斛花挥发油脂质体的制备工艺研究

采用薄膜分散法对石斛花挥发油脂质体进行制备。以脂质体的包封率为指标,通过单因素试验和正交试验考查配方中组分的不同比例、不同水化温度对脂质体的影响。结果表明,当水化温度为40℃,挥发油和卵磷脂质量比为1∶2,卵磷脂和胆固醇质量比为3∶1,加入pH值为7.2的磷酸盐缓冲溶液10 mL时,石斛花挥发油脂质体的成型性最好,包封率最佳,为56.45%。

考虑运行参数耦合作用的舰船轴系动力学特性研究

为分析清楚多动态因素作用下的轴系动力学特性,以保障轴系运行的可靠性和安全性,以某桨-轴-壳体为对象,建立其有限元模型,基于有限差分法和小扰动法求解各轴承油膜压力分布和油膜刚度,基于来流法求解艉部伴流场影响下的螺旋桨激振力。在此基础上,提出中间变量法,以转速为中间变量,在系统分析转速对油膜压力分布和螺旋桨激振力变化影响的基础上,研究得到转速变化下轴系整体动力学特性规律。研究结果表明:转速的增加使相邻轴承载荷差值分别降低了13398N和11102N,改善了轴系的载荷分布状态;轴系振动响应中的共振峰值受特定转速影响较大,在53.333Hz的轴向共振频率处以及14.667Hz,26Hz的横向共振频率处,轴系各参考点共振峰值的最大值出现在190r/min运行工况下。

对转圆柱滚子轴承动态特性分析

针对内外圈对转圆柱滚子轴承内部复杂的运动特性及相互作用力,通过分析轴承径向游隙的影响因素以及考虑滚子与滚道的接触变形和热效应对油膜厚度的影响,利用拟静力学法建立了轴承的分析模型,并采用NewtonRaphson法进行求解;同时,利用该模型对滚子打滑率进行计算,以验证所采用分析方法的正确性和可靠性。然后,进一步探讨了不同工况下对转圆柱滚子轴承内部组件的转速变化规律与接触特性。结果表明:滚子的自转转速、滚子与滚道的接触载荷均随径向载荷的增大而增大;内、外圈转速变化会使受载区滚子与滚道的接触载荷以一定的规律重新分配,且转速对最小油膜厚度的影响较径向载荷更为明显。研究结果可为对转圆柱滚子轴承的结构优化和生热机理分析提供理论依据。

基于GPU的荧光油膜运动路径实时测量

在风洞试验中,现有的基于CPU的光流法求解荧光油膜运动速度场耗时过长,而基于GPU的光流法存在GPU资源利用不充分的问题。为此,提出基于荧光油膜图像分块和临界约束的GPU荧光油膜运动路径实时测量方法。将荧光油膜时序图像按照GPU的资源将整帧图像切割分块并行处理,创建其对应的光流并行计算策略,即充分利用GPU的并行流水架构优势和共享内存实现各并行块的光流计算的硬件加速;同时结合块间临界约束条件,以各块的速度矩阵迭代差为标志控制其迭代计算次数。结果表明:本文方法在保证荧光油膜运动速度场计算精度的条件下,较传统的基于CPU的光流法解算速度平均提升了2789.5倍,较整帧图像的GPU光流法速度平均提升了10.09倍,实时解算速度可达90帧/秒。

进口条件对组合叶轮性能的影响

随着水泵的高速化 ,离心水泵空蚀问题的研究越来越重要 离心泵进口加装诱导轮形成组合叶轮是提高离心泵空蚀性能的有效手段之一 ,而目前诱导轮对泵性能的影响机理仍不是很清楚 ,且设计原则也不完善 本文对带有诱导轮的离心水泵的性能进行了实验研究 实验中采用直观的表面油膜法记录和定性地描述诱导轮表面的流动情况 通过对具有两种不同结构的进水管的组合叶轮进行性能实验研究发现 ,改变组合叶轮泵的进口结构 。

轴承非线性油膜力的一种变分近似解

基于自由边值理论和凸集上的变分方法 ,提出一种求解当轴颈大扰动时实际轴承瞬态油膜力的近似公式。公式中引入一个参数来模拟油膜破裂自由边界 (雷诺边界条件 ) ,则凸集上的泛函极值问题就转换为求此参数的代数极值问题。对椭圆轴承在轴颈作大范围扰动情况下的计算结果表明 ,这一方法达到了很高的精度 ,可用于转子 轴承系统的非线性动力分析 。

具有挤压油膜阻尼器的多转子系统双稳态分析

采用弯扭耦合传递矩阵法计算具有挤压油膜阻尼器(SFD)的多转子系统在弧齿锥齿轮啮合作用下的振动特性。给出了对多转子系统进行双稳态特性分析的方法和具有SFD时峰值转速计算方法;改进了偏心率及峰值转速的计算方法和软件,提高了计算精度和效率。首次分析在较大的弧齿锥齿轮啮合力与不平衡力综合作用下,复杂转子的双稳态特性。得出了该转子可能发生双稳态现象的偏心率界限为ε>0 61。分析了后支承刚度、传动功率、油膜分布对双稳态特性影响,研究了排除和改善双稳态现象的方法。

滑动轴承压力分布及动特性系数

为了对滑动轴承的压力分布和动特性进行研究,基于有限差分法求解静态雷诺方程,得出滑动轴承油膜压力的分布情况,分析了油膜压力作用下轴瓦合金层的应力分布情况。通过求解扰动压力微分方程,得出有限宽滑动轴承的动特性系数。研究表明,油膜压力呈三维抛物面分布,在油膜压力峰值处合金层应力最大,在油膜压力梯度最大处应变最大,油膜动特性系数随着偏心率的增大而增大,交叉阻尼近似相等。

基于有限差分法的径向滑动轴承油膜压力分布计算

滑动轴承广泛应用于旋转机械中,其静动态参数对旋转机械的运转有很大影响。确定滑动轴承的静动态参数依赖于轴承的油膜压力分布,Reynolds方程是油膜压力计算的基础。对于具体轴承参数计算,传统方法是利用已知的给定偏心率和宽径比下的轴承静动态参数进行曲线拟合,通过反推实际轴承的偏心率和偏位角,然后进行压力分布计算。这种逆运算不太方便。基于有限差分法,采用MATLAB软件编程计算,利用实际轴承已知外力和宽径比直接求解完整二维流动Reynolds方程得到油膜压力分布曲线,进一步利用改进方法设计计算实际轴承参数,取得较好的计算精度,使圆瓦轴承参数计算更为简便。

渤海原油码头溢油漂移扩散的数值模拟

应用三维河口海岸海洋数值模式,加入油膜漂移扩散模块,研究渤海东海岸、仙人岛以北营口市以南的30万t级原油码头溢油事故发生后油膜面积、厚度的变化和漂移轨迹.计算结果表明,在静风情况下,落潮期间油膜随落潮流向西南方向漂移,面积扩大,厚度减小,港区未受油污的影响;涨潮期间油膜受北导堤的阻挡,部分油污留在港区.油膜轨迹随落潮流和涨潮流来回振荡,因扩散作用,在往复漂移过程中厚度变小,面积增大.风速风向的变化对油膜漂移轨迹和港区污染程度影响十分明显.

滑动轴承油膜压力及合金层应力分布

利用有限差分法求解滑动轴承油膜压力的分布;以油膜压力为载荷,建立滑动轴承的三维有限元分析模型,得出滑动轴承合金层应力应变的分布。研究结果表明:滑动轴承应力和应变的分布取决于油膜压力的分布和梯度变化,应力和应变的分布与油膜压力的分布相同,但剪应力的峰值位于滑动轴承中截面合金层与钢背的结合处;应变在压力梯度最大时方向将发生改变。

基于非线性油膜力的滑动轴承动力特性系数识别方法

为了更简便地从滑动轴承非线性油膜力直接识别获得油膜动力特性系数,从频域角度建立了轴颈在轴承中的扰动与非线性油膜力之间的关系,采用等幅异频位移激励技术,一次性识别出油膜8个刚度和阻尼特性系数,通过圆瓦滑动轴承实例验证了该方法的准确性,分析了扰动幅值和频率对识别精度的影响。研究结果表明,扰动频率对识别精度没有明显影响,而扰动幅值对识别精度有较大影响,当扰动幅值大于0.016倍半径间隙时,识别精度超过5%。当扰动幅值小于0.005倍半径间隙时,识别精度在0.5%以内,0.001倍半径间隙时,所给出的油膜动力特性系数识别方法的识别精度可达到0.045%。

船舶推进轴系校中计算中轴承油膜的影响分析

针对船舶推进轴系校中计算问题,提出了校中计算的有限元模型和考虑油膜作用的非线性轴承支承模型。在此基础上,结合具体工程实例通过数值计算确定了尾管轴承支反力的位置,讨论了油膜对轴承反力分布的影响。该方法有利于更准确地确定轴系在运行过程中轴线空间位置,对工程实际具有一定指导意义。

非刚性轴承润滑与变形耦合下的轴系校中研究

轴承油膜是影响轴系校中的动态因素之一。在油膜刚度的计算过程中,较多学者采用船级社推荐值,或将轴承考虑为刚性,利用差分法或有限元法对其进行求解。文章对轴承弹性变形与油膜压力进行耦合分析,获得最优小扰动量,得到更符合实际情况的油膜刚度,利用vb.net编写有限元轴系校中软件并对某油船轴系进行校中计算,分析了轴承油膜对轴系校中的影响程度,可为船舶轴系校中计算及检验提供参考。

轧机轴承润滑油膜温度场有限元分析

在油膜轴承试验台的基础上,建立油膜轴承油膜的有限元模型,利用大型有限元分析软件ANSYS CFX分析其120°包角的温度场分布,并分析油膜在不同区域温度的变化规律。为了减小计算量并提高计算精度,使用1/2油膜的有限元模型。结果表明:油膜的最高温度不是出现在最小油膜厚度处,而是出现在最小油膜厚度以后,对于120°包角的模型来说,最高温度出现在出口;转速对油膜的温升影响很大,转速越高,温升梯度越大;改变进口压力对油膜的温度与润滑油的黏度基本没有影响。