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入口压差扰动下螺旋槽动压止推轴承动态响应特性研究
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作者 董志强 白苗岑 于根亮 《润滑与密封》 北大核心 2025年第7期24-29,共6页
稳定性和承载能力与轴承参数的数值关联一直是空气轴承设计的基础,大扰动下轴承系统稳定性的非线性行为极难数值表征和量化分析。基于气动力学方程仿真,合理引入人工入口压差扰动,研究螺旋槽止推轴承的动力响应特性。结果表明:随扰动强... 稳定性和承载能力与轴承参数的数值关联一直是空气轴承设计的基础,大扰动下轴承系统稳定性的非线性行为极难数值表征和量化分析。基于气动力学方程仿真,合理引入人工入口压差扰动,研究螺旋槽止推轴承的动力响应特性。结果表明:随扰动强度增加,人工扰动的输入和轴承气动承载力的动态响应出现函数形式差异,这是不稳定出现的分叉点;通过更改轴承螺旋槽槽型,可以有效改善动态响应的差异,从而有效削除不稳定性行为。研究结果为轴承的设计提供了参考。 展开更多
关键词 螺旋槽止推轴承 动态响应特性 槽型 稳定性 扰动 承载力
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斜向孔结合均压槽的气体静压轴承特性研究
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作者 李育隆 杨云淇 +1 位作者 容诚钧 连华奇 《润滑与密封》 北大核心 2025年第9期8-15,共8页
为研究斜向进气结合均压槽结构的组合式气体静压轴承的承载特性,使用三维建模工具建立斜向进气孔结合均压槽结构的组合式气体静压轴承模型,借助仿真软件Fluent进行稳态仿真,讨论平均气膜间隙、偏心率、工作转速对组合式轴承承载性能的... 为研究斜向进气结合均压槽结构的组合式气体静压轴承的承载特性,使用三维建模工具建立斜向进气孔结合均压槽结构的组合式气体静压轴承模型,借助仿真软件Fluent进行稳态仿真,讨论平均气膜间隙、偏心率、工作转速对组合式轴承承载性能的影响。结果表明:在同一平均气膜间隙下(极小轴承间隙除外),组合式轴承具有更高的承载力,但是耗气量也更大;在同一偏心率下组合式轴承承载力更大,刚度也更高;组合式结构能强化气体轴承的表面节流效应,还能很好地减少节流孔附近的压降,使轴承面上的压力均化,有效提高轴承的承载力及刚度;与普通单排八孔环面节流轴承相比,组合式轴承承载力最大可提升1.62倍,刚度最高可提升2.9倍,耗气量最多增加3.4倍;旋转状态下,组合式轴承的承载特性普遍优于静态,轴承性能随工作转速的增大而提升,在1×10^(5)r/min工作转速下,其承载力可提升14%;组合式轴承更适合工作在大气膜间隙和大偏心状态下,在旋转状态下具有更高的承载力和刚度,且在反向旋转的承载力大于正向旋转。 展开更多
关键词 气体静压轴承 斜向进气 均压槽 静态特性 承载特性
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基于流固耦合的不同箔片气体轴承动静态特性分析
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作者 李东东 贾晨辉 +2 位作者 张飞 路艳辉 杨鲁强 《润滑与密封》 北大核心 2025年第5期60-69,共10页
基于有限元软件Ansys Workbench,建立不同箔片结构气体轴承在可压缩流体介质中运动的有限元模型,采用6DOF动网格计算方法对轴承的运动状态进行双向流固耦合数值模拟,探讨转速和偏心率对不同箔片结构气体轴承动静态性能的影响规律。结果... 基于有限元软件Ansys Workbench,建立不同箔片结构气体轴承在可压缩流体介质中运动的有限元模型,采用6DOF动网格计算方法对轴承的运动状态进行双向流固耦合数值模拟,探讨转速和偏心率对不同箔片结构气体轴承动静态性能的影响规律。结果表明:轴承的承载力与转速和偏心率成正比,偏位角与转速和偏心率成反比;主刚度系数与转速和偏心率成正比,主阻尼系数与转速成反比,而受偏心率影响较小。对于研究的整周式、分离式和三叶片式3种箔片轴承,在相同转速和偏心率条件下分离式箔片轴承的承载力最大,在不同转速和偏心率条件下分离式箔片轴承的刚度和阻尼系数均高于三叶片式和整周式箔片轴承。将仿真结果与试验结果进行对比,验证了双向流固耦合仿真计算分析稳态气膜压力分布、气膜力和承载性能的正确性,为提高箔片轴承承载力提供了理论依据。 展开更多
关键词 箔片气体轴承 流固耦合 波箔片结构 动静态特性 承载性能
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波箔型空气箔片轴承疲劳寿命的计算方法
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作者 宁培栋 李双敏 安琦 《轴承》 北大核心 2025年第1期23-30,共8页
以波箔型空气箔片轴承为例,构建了波箔变形的力学模型,并结合可压缩气体雷诺方程,建立求解气膜压力的流固耦合算法。在此基础上对顶箔和波箔进行应力分析,运用线性疲劳损伤累计理论构建了顶箔和波箔的疲劳寿命计算方法,结合具体算例进... 以波箔型空气箔片轴承为例,构建了波箔变形的力学模型,并结合可压缩气体雷诺方程,建立求解气膜压力的流固耦合算法。在此基础上对顶箔和波箔进行应力分析,运用线性疲劳损伤累计理论构建了顶箔和波箔的疲劳寿命计算方法,结合具体算例进行数值研究。结果表明:轴承正常运转时,波箔的疲劳损伤率远大于顶箔的疲劳损伤率;在忽略启停阶段对顶箔摩擦磨损的前提下,轴承的疲劳寿命主要由波箔决定;波箔的疲劳寿命随波拱圆弧角度、波拱圆弧半径和波距的增大而减小,随半径间隙和波箔厚度的增大而增大。 展开更多
关键词 滑动轴承 箔片轴承 力学模型 数值计算 疲劳寿命 最大应力
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箔片气体动压轴承在飞机空气循环机中的应用现状及失效模式分析
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作者 刘水华 周永亮 +2 位作者 杨靖贵 侯斌 冯凯 《轴承》 北大核心 2025年第1期1-13,共13页
箔片气体动压轴承具有结构紧凑,稳定性好,无油润滑,转速高和少维护等优点,是飞行器用空气循环机(ACM)内部轴系的理想支承装置。分析了箔片气体动压轴承的结构组成,回顾了气悬浮ACM在提高转速和承载能力,减小体积,提高使用寿命,拓宽使用... 箔片气体动压轴承具有结构紧凑,稳定性好,无油润滑,转速高和少维护等优点,是飞行器用空气循环机(ACM)内部轴系的理想支承装置。分析了箔片气体动压轴承的结构组成,回顾了气悬浮ACM在提高转速和承载能力,减小体积,提高使用寿命,拓宽使用温域等方面的研究进展;讨论了ACM用箔片气体动压轴承的轴承-转子故障、过载失效、轴承间隙装配不良、启停磨损失效、外界杂质磨损失效、高温失效等失效模式以及其对应的失效原因及失效机理;并结合目前箔片气体动压轴承的研究热点,预测了未来箔片气体动压轴承支承的ACM朝着转速更高,承载更大,体积更小,使用寿命更长,温域更宽的方向发展。 展开更多
关键词 滑动轴承 气体动压轴承 空气循环冷却系统 失效模式 发展趋势
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三瓣结构的滑梁式空气箔片轴承润滑力学建模及数值研究
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作者 吴洋 韩怡萱 +2 位作者 顾晨昀 冯伟军 安琦 《华东理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期135-146,共12页
以三瓣结构的滑梁式空气箔片轴承为研究对象,基于最小位能原理和非线性薄板理论建立了箔片的刚度矩阵,并通过接触理论和牛顿法建立了箔片形变的计算模型;采用有限差分法计算等温雷诺方程,并通过流固耦合方法,建立了完整的滑梁式箔片轴... 以三瓣结构的滑梁式空气箔片轴承为研究对象,基于最小位能原理和非线性薄板理论建立了箔片的刚度矩阵,并通过接触理论和牛顿法建立了箔片形变的计算模型;采用有限差分法计算等温雷诺方程,并通过流固耦合方法,建立了完整的滑梁式箔片轴承的力学模型。确定了计算流程,编写了计算程序,实现了对气膜压力分布、滑梁挠度和轴承极限载荷等参数的精确计算。结合具体算例,深入研究轴承参数对其性能的影响,研究表明,滑梁数目增多会降低轴承的最小气膜厚度,而增大轴向对称面的滑梁刚度可以提升轴承的极限承载能力。 展开更多
关键词 滑梁式空气轴承 三瓣结构 润滑力学建模 流固耦合 数值分析
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弹性箔片动压径向气体轴承起飞转速和承载能力的实验研究 被引量:17
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作者 杨利花 石建华 +1 位作者 刘恒 虞烈 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期15-18,共4页
在建立的气体轴承性能测试实验台上对新型弹性箔片气体动压径向轴承进行了起飞转速和承载能力的实验研究,并分别通过摩擦力矩和径向位移响应频谱两种方法分析了轴承的起飞转速。结果表明:轴承起飞后摩擦力矩逐渐减小并趋于稳定,且径向... 在建立的气体轴承性能测试实验台上对新型弹性箔片气体动压径向轴承进行了起飞转速和承载能力的实验研究,并分别通过摩擦力矩和径向位移响应频谱两种方法分析了轴承的起飞转速。结果表明:轴承起飞后摩擦力矩逐渐减小并趋于稳定,且径向位移响应频谱图上只有较大的低倍频分量出现,高倍频分量和其它频率分量要小得多;两种分析方法得到的轴承起飞转速基本吻合;载荷越大,轴承和转子中心的偏心距越大;由于箔片弹性变形使卸载过程存在能量损失,同样载荷下卸载时的偏心距比加载时大。 展开更多
关键词 箔片气体轴承 实验台 起飞转速 承载能力 加载 卸载
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弹性联轴器不对中转子-轴承系统的非线性动力特性及稳定性研究 被引量:25
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作者 万召 荆建平 +1 位作者 孟光 白晖宇 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第24期20-25,共6页
分析了在膜片式弹性联轴器不对中情况下,滑动轴承支撑的多盘转子系统的非线性动力特性和稳定性。联轴器不对中所产生的附加力和力矩作为施加在轴系上的外部激励。综合运用频谱、轴心轨迹、分叉图、Poincaré图和最大Lyapunov指数等... 分析了在膜片式弹性联轴器不对中情况下,滑动轴承支撑的多盘转子系统的非线性动力特性和稳定性。联轴器不对中所产生的附加力和力矩作为施加在轴系上的外部激励。综合运用频谱、轴心轨迹、分叉图、Poincaré图和最大Lyapunov指数等方法,比较分析了转子-轴承系统在考虑联轴器不对中前后的动力响应和稳定性。研究表明联轴器不对中会引起2X,3X,4X甚至更高倍频的振动,其中2X振动占据主要地位,不对中对转子上节点的振动的影响随着其与联轴器的距离的增加而减小。不对中对轴系的1阶临界转速的影响可以忽略,当转子转速超过系统2倍1阶临界转速时,系统会发生油膜振荡,联轴器不对中会使系统发生油膜振荡的转速升高,同时对转子振动有一定的抑制作用。 展开更多
关键词 联轴器不对中 多盘转子 滑动轴承 油膜振荡
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三瓣式气体箔片径向轴承的静动态特性 被引量:18
9
作者 冯凯 胡小强 +1 位作者 赵雪源 李文俊 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第15期1826-1835,共10页
针对一种新型三瓣式气体箔片轴承,考虑接触界面库仑摩擦后提出了相应的刚度计算模型,并通过求解动压气体润滑Reynolds方程,计算并分析了轴承的静态特性和动态特性。研究了转速、载荷、轴承预载和轴承安装角对该轴承静动态特性的影响。... 针对一种新型三瓣式气体箔片轴承,考虑接触界面库仑摩擦后提出了相应的刚度计算模型,并通过求解动压气体润滑Reynolds方程,计算并分析了轴承的静态特性和动态特性。研究了转速、载荷、轴承预载和轴承安装角对该轴承静动态特性的影响。静态特性方面,轴承预载可以较大程度地提高承载能力,且高转速下承载能力更强;安装角度对承载能力的影响呈正/余弦规律变化,且随着转速增大,最大承载能力所对应的安装角不断减小,并最终稳定在70°。动态方面,轴承动态直接刚度随预载增大而显著增大,阻尼变化较小;轴承动态刚度和阻尼随安装角的变化也表现为正/余弦规律,且随安装角的增大,两直接刚度和两直接阻尼分别呈异步变化趋势。 展开更多
关键词 气体箔片轴承 静态特性 动态特性 轴承预载 安装角
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燃气轮机转子-轴承系统的油膜涡动分析 被引量:18
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作者 万召 孟光 +1 位作者 荆建平 白辉宇 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期38-41,52,共5页
建立了不平衡双盘转子-油膜轴承系统模型来分析某型燃气轮机转子-轴承系统的整体动力学特性,根据实际燃气轮发电机组的运行参数和结构特征,选取合理的参数,采用数值方法分析了在平稳升速过程中系统涡动的扩展过程,表明涡动的发展可分为... 建立了不平衡双盘转子-油膜轴承系统模型来分析某型燃气轮机转子-轴承系统的整体动力学特性,根据实际燃气轮发电机组的运行参数和结构特征,选取合理的参数,采用数值方法分析了在平稳升速过程中系统涡动的扩展过程,表明涡动的发展可分为三个阶段:(1)稳定的惯性同步涡动阶段;(2)油膜涡动的积累阶段,即振动能量由惯性涡动向半速油膜涡动迁移;(3)油膜振荡锁频阶段。分析了不平衡量对系统幅频特性和涡动扩展过程的影响,揭示了油膜振荡的跳跃特性。分析结果在多个实验研究文献中得到证实,表明所建立的模型可以用来分析燃气轮机转子系统的整体动力学特性。 展开更多
关键词 燃气轮机 双盘转子 非线性 半速涡动 油膜振荡
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弹性箔片动压径向气体轴承动特性的实验研究 被引量:16
11
作者 杨利花 石建华 +1 位作者 刘恒 虞烈 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期353-357,共5页
建立了新型弹性箔片动压气体轴承性能测试实验台,在静载60 N、转速9 000 r/m in条件下进行轴承性能测试试验,通过中心插值法获得轴承中心的扰动速度和加速度,采用时域最小二乘法计算不同激振频率下的8个轴承动态线性刚度和阻尼系数,考... 建立了新型弹性箔片动压气体轴承性能测试实验台,在静载60 N、转速9 000 r/m in条件下进行轴承性能测试试验,通过中心插值法获得轴承中心的扰动速度和加速度,采用时域最小二乘法计算不同激振频率下的8个轴承动态线性刚度和阻尼系数,考察了激振频率对轴承动特性系数的影响.结果表明:轴颈中心扰动轨迹为椭圆形且振幅随动态激振频率增加而增大;刚度和阻尼系数的直接项随动态激振频率增加而减小;交叉刚度和阻尼相对激振频率的变化较小,且其值小于直接项;当激振频率与轴颈转动频率相同时,工频成分的影响较大,轴心扰动幅值明显增大,刚度和阻尼的直接项小于其它频率时的值. 展开更多
关键词 涡轮机械 箔片气体轴承 激振频率 线性刚度和阻尼系数 中心插值
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转子-气体轴承-弹性支承系统研究综述 被引量:12
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作者 赵广 于贺春 +1 位作者 马文琦 崔颖 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2010年第11期115-122,106,共9页
随着旋转机械向高转速、高参数方向发展,气体轴承支承旋转机械的稳定性问题越来越突出。为提高系统的稳定性,人们在单一的、简单结构的静、动压气体轴承的基础上,开发了具有弹性支承、较大阻尼的复杂结构气体轴承。箔片、橡胶圈、金属... 随着旋转机械向高转速、高参数方向发展,气体轴承支承旋转机械的稳定性问题越来越突出。为提高系统的稳定性,人们在单一的、简单结构的静、动压气体轴承的基础上,开发了具有弹性支承、较大阻尼的复杂结构气体轴承。箔片、橡胶圈、金属丝网阻尼器等弹性支撑单元的出现,使得系统在运行过程中出现复杂的静、动态不对中状态,系统的动力学特性也呈现出非线性现象。因此,气体轴承支承旋转机械的稳定性问题不再局限于气体轴承本身,而是由气膜力、弹性支撑力、转子动态激励等相互耦合作用的结果。从气体轴承支撑结构的角度,对气体轴承进行分类,并总结各类轴承的优缺点;对气体轴承、转子-气体轴承系统、转子-气体轴承-弹性支承系统研究现状进行总结;并介绍转子-气体轴承-弹性支承系统中不对中问题;对国内外研究现状进行分析和发展预测。 展开更多
关键词 气体轴承 转子动力学 弹性支撑 稳定性 不对中
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气体轴承润滑研究的现状及展望 被引量:22
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作者 朱新龙 孙军 +1 位作者 张亮 王先义 《机械设计》 CSCD 北大核心 2015年第1期1-5,共5页
论述了静动压气体轴承静态和动态特性、气体轴承稳定性及其提高措施的研究现状,讨论展望了气体轴承研究中需要进一步解决的问题。
关键词 气体轴承 静态特性 动态特性 稳定性
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高速透平气体轴承试验台的建立 被引量:9
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作者 侯予 王瑾 +1 位作者 熊联友 陈纯正 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期17-19,共3页
在 11- 80 0空分系统透平膨胀机试验台的基础上建立了高速透平气体轴承试验台 ,并改造了 15 0Nm3 O2 /h低温透平膨胀机 ,使之能应用于各种形式的高速气体轴承的静、动态特性及轴承 -转子系统材料配伍与启停性能试验。为解决高速透平转... 在 11- 80 0空分系统透平膨胀机试验台的基础上建立了高速透平气体轴承试验台 ,并改造了 15 0Nm3 O2 /h低温透平膨胀机 ,使之能应用于各种形式的高速气体轴承的静、动态特性及轴承 -转子系统材料配伍与启停性能试验。为解决高速透平转子系统的监测问题 ,还进行了计算机动态数据采集系统及分析。 展开更多
关键词 试验台 气体轴承 透平机械 透平膨胀机 空分系统
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多功能止推气体轴承试验台及微机动态测试系统 被引量:6
15
作者 熊联友 侯予 +2 位作者 王瑾 刘井龙 陈纯正 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2000年第4期50-51,共2页
本文介绍了一套多功能止推气体轴承试验台及相应的微机动态测试系统。该试验台可以进行多种型式的动压止推气体轴承的性能试验。
关键词 止推轴承 试验台 测试系统 微机 气体轴承
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平面螺旋槽动压止推气体轴承的设计 被引量:15
16
作者 侯予 陈纯正 王秉琛 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期2-4,共3页
本文简要回顾了平面螺旋槽动压止推气体轴承理论设计的发展,对平面螺旋槽动压止推气体轴承的稳态特性进行了有限元数值求解,与经典设计选用数据对比进行了综合分析,提出了该形式轴承的设计准则。
关键词 气体止推轴承 螺旋槽止推轴承 设计准则 气体轴承
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狭缝节流径向气体静压轴承的结构设计研究 被引量:15
17
作者 李欢欢 于贺春 +3 位作者 马文琦 张国庆 赵惠英 李志强 《制造技术与机床》 北大核心 2014年第2期81-85,共5页
针对狭缝节流径向气体静压轴承,利用基于有限体积法的Fluent软件进行流场三维建模仿真,研究分析了狭缝的宽度、深度、位置、形状及轴承长径比等因素对轴承静态特性的影响,得到以下结论:当狭缝宽度z=3~4 μm、狭缝深度H=15~17 mm、狭... 针对狭缝节流径向气体静压轴承,利用基于有限体积法的Fluent软件进行流场三维建模仿真,研究分析了狭缝的宽度、深度、位置、形状及轴承长径比等因素对轴承静态特性的影响,得到以下结论:当狭缝宽度z=3~4 μm、狭缝深度H=15~17 mm、狭缝距端面L2=10~15 mm时,轴承具有最佳静态特性;轴承长径比在0.8 ~1.5区间,随轴承长径比的增大,轴承静态特性逐渐改善;与连续狭缝相比,非连续狭缝轴承具有较好的静态特性. 展开更多
关键词 狭缝节 气体静压轴承 径向轴承 静态特性
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静压式平面空气轴承压力场的有限元分析 被引量:5
18
作者 马明建 辛世界 +2 位作者 王辉林 房晓东 郑贵明 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第4期91-97,共7页
采用有限元理论分析了静压式平面空气轴承的压力场,并讨论了空气轴承压力场边界条件的处理。分析结果表明,空气轴承的压力场呈现尖峰状分布。分析结果已应用于三坐标测量机的空气轴承设计中,取得了令人满意的效果。
关键词 静压轴承 空气轴承 压力场 有限元 有限差分
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可倾瓦气体动压轴承承载能力的数值分析 被引量:6
19
作者 杨利花 戚社苗 +1 位作者 耿海鹏 虞烈 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期14-16,19,共4页
应用MATLAB的偏微分方程工具箱,采用有限元法求解气体润滑Reynolds方程,通过完全装配分析法计算了可倾瓦动压气体轴承的承载能力,研究了轴承偏心和瓦块预负荷对可倾瓦轴承的承载能力、最小气膜厚度和最大气膜压力以及瓦块摆角的影响。... 应用MATLAB的偏微分方程工具箱,采用有限元法求解气体润滑Reynolds方程,通过完全装配分析法计算了可倾瓦动压气体轴承的承载能力,研究了轴承偏心和瓦块预负荷对可倾瓦轴承的承载能力、最小气膜厚度和最大气膜压力以及瓦块摆角的影响。计算结果表明,随轴承偏心或瓦块预负荷增大,各瓦块的承载能力和摆角发生明显变化,轴承的最小气膜厚度减小,最大气膜压力增大,承载能力增大。从理论上解释了可倾瓦轴承的承载能力与轴承偏心和瓦块预负荷的密切相关性。 展开更多
关键词 可倾瓦轴承 有限元法 承载能力 预负荷 完全装配分析法
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基于CFD的压裂泵泵阀结构特性分析 被引量:12
20
作者 莫丽 王晓兵 王军 《机械设计》 CSCD 北大核心 2015年第6期75-78,共4页
针对压裂泵泵阀的使用寿命短,制约压裂泵朝高压、高冲次、大排量方向发展的现状,利用CFD软件对泵阀在不同升程和锥角下的内部流场进行数值计算,分析了泵阀锥角对阀隙流速、流量系数及稳态液动力的影响。结果表明:速度最大值发生在阀盘... 针对压裂泵泵阀的使用寿命短,制约压裂泵朝高压、高冲次、大排量方向发展的现状,利用CFD软件对泵阀在不同升程和锥角下的内部流场进行数值计算,分析了泵阀锥角对阀隙流速、流量系数及稳态液动力的影响。结果表明:速度最大值发生在阀盘两底角处,泥浆颗粒因漩涡而堆积在阀座处,是泵阀失效的两个主要原因;在泵阀的升程一定时,泵阀锥角的增加对阀隙流速、液动力有减小的作用,而流量系数在锥角为120°时取得最大值。 展开更多
关键词 CFD 压裂泵泵阀 阀隙流速 流量系数 稳态液动力
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