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题名微织构对超薄气膜轴承润滑行为影响
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作者
吴垚
韩冷
郗文君
刘钊
辛骅
张萌
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机构
陕西科技大学机电工程学院
施耐德(西安)创新技术有限公司低压事业部
延安大学西安创新学院
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出处
《中国表面工程》
北大核心
2025年第4期363-381,共19页
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基金
陕西省教育厅专项科研计划(23JK0348)
西安市科技计划高校院所科技人员服务企业项目(2023JH-GXRC-0160)
陕西科技大学引进人才博士启动基金(2021BJ-11)。
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文摘
表面织构技术是改善轴承摩擦学性能的有效手段,而织构化微型动压气体轴承的润滑机理尚不明确。将基于Boltzmann方程的稀薄效应模型引入可压缩气体润滑模型,考虑超薄气膜和单个织构网格的奇偶一致性,结合中心差分法和超松弛迭代法数值求解,系统研究微轴承的承载能力、摩擦因数和最大气膜压力等随凸包/凹坑菱形、六边形、圆柱形、球形、正方形及等边三角形织构和轴承结构参数的变化规律。结果表明,微型气体轴承的长径比较小时,表面微织构形状和凹凸性的作用效果可以忽略。相比光滑表面微型气体轴承,随着轴向和周向织构数目增加,凹坑型织构微轴承的承载能力和摩擦因数逐渐降低,而凸包型微织构对承载能力和摩擦因数均有增强作用。六边形凸包织构的强化程度最显著,正方形次之,随后是圆柱形、菱形、球形和等边三角形织构。织构面积率和偏心率越大,承载能力和摩擦因数的波动幅度越大。凸包织构化微轴承的承载能力和摩擦因数随织构深度的增加而增大,凹坑型织构则表现出相反的影响趋势。在气膜承载中心区域设置凸包型微织构可大幅提升气膜压力峰值。建立表面织构参数灵活可控的微型动压轴承超薄气膜润滑模型可为微织构优化设计和工程应用奠定理论基础。
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关键词
微型气体轴承
凸包/凹坑织构表面
稀薄效应
中心差分法
润滑性能
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Keywords
gas journal microbearing
convex/concave surface texture
rarefaction effect
central difference method
lubrication characteristics
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分类号
V229
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
TH133
[机械工程—机械制造及自动化]
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