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多孔质静压轴承静态特性预测研究 被引量:1
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作者 闫如忠 石俊伟 +1 位作者 马晓建 安星宇 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第3期490-496,共7页
在多孔质静压轴承设计中,轴承设计参数是影响其静动态特性的关键因素之一,通常情况下,要得到合适的轴承设计参数,需要多次重复建模和仿真,且由于轴承结构复杂,建模难度大,仿真时间长,严重影响了轴承的设计效率。本文构建了一种基于遗传... 在多孔质静压轴承设计中,轴承设计参数是影响其静动态特性的关键因素之一,通常情况下,要得到合适的轴承设计参数,需要多次重复建模和仿真,且由于轴承结构复杂,建模难度大,仿真时间长,严重影响了轴承的设计效率。本文构建了一种基于遗传算法(Genetic algorithm,GA)优化反向传播(Back propagation, BP)神经网络的轴承静态特性预测模型,采用拉丁超立方抽样方法在轴承参数设计空间内采样,并进行Fluent流体仿真,将仿真数据用于GA-BP神经网络模型的训练与测试,实现了对设计空间内任意设计参数下的多孔质静压轴承静态特性的预测。研究结果表明,训练出的GA-BP神经网络模型能够准确预测多孔质静压轴承的静态特性,预测精度在95%以上,对多孔质静压轴承的快速设计和参数优化具有重要意义。 展开更多
关键词 多孔质静压轴承 静态特性 GA-BP神经网络 拉丁超立方抽样 预测
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基于ANSYS的多孔质静压轴承径向特性数值模拟 被引量:8
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作者 崔海龙 岳晓斌 +2 位作者 张连新 雷大江 夏欢 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2014年第11期43-45,共3页
文章提出了一种基于ANSYS Workbench 14.5平台的多孔质静压轴承径向特性数值模拟方法。首先采用FLUENT模块完成多孔介质和气膜间隙区域的流场分析,得到流体域的压力分布;然后利用Static Structure模块将流体域的计算结果耦合到主轴转子... 文章提出了一种基于ANSYS Workbench 14.5平台的多孔质静压轴承径向特性数值模拟方法。首先采用FLUENT模块完成多孔介质和气膜间隙区域的流场分析,得到流体域的压力分布;然后利用Static Structure模块将流体域的计算结果耦合到主轴转子上进行静力分析,得到主轴转子的应变,并且对主轴转子的强度进行了校核;接着对主轴转子表面分布的应力进行积分,得到多孔质静压轴承的承载力,进而通过逐差法得到径向刚度;最后确定了多孔质静压轴承在不同承载条件下获得最佳刚度的气膜间隙范围。 展开更多
关键词 多孔质静压轴承 径向特性 ANSYS WORKBENCH
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基于MEA-BP神经网络的多孔质轴承参数优化
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作者 闫如忠 余智 《机床与液压》 北大核心 2024年第16期177-182,共6页
为了提高圆盘类多孔质静压止推轴承的静态特性,采用思维进化算法(MEA)优化反向传播(BP)神经网络,创建圆盘类多孔质静压止推轴承静态特性的预测模型,完成轴承静态承载力、静刚度以及耗气量的高精度预测,其预测误差分别低于2%、5%以及5%... 为了提高圆盘类多孔质静压止推轴承的静态特性,采用思维进化算法(MEA)优化反向传播(BP)神经网络,创建圆盘类多孔质静压止推轴承静态特性的预测模型,完成轴承静态承载力、静刚度以及耗气量的高精度预测,其预测误差分别低于2%、5%以及5%。基于此模型,以最大化静态承载力和静刚度、最小化耗气量为优化目标值,采用遗传算法对轴承的多孔质参数组合进行多目标优化,实现轴承参数的快速优化设计。优化结果表明:此轴承静态承载力提高了64.53%,静刚度提高了31.93%,耗气量降低了56.52%。 展开更多
关键词 多孔静压止推轴承 MEA-BP神经网络 静态特性预测 多目标优化
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多孔质石墨气体静压止推轴承静态性能分析 被引量:11
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作者 吴定柱 陶继忠 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第19期2296-2301,共6页
应用基于有限体积法的Fluent软件进行数值仿真实验,分析了多孔介质的渗透系数、厚度、直径以及气源的供气压力等因素对全多孔质气体静压轴承静态性能的影响,得出相应的关系曲线。自行设计了实验平台,实测获得了多孔质石墨气体静压止推... 应用基于有限体积法的Fluent软件进行数值仿真实验,分析了多孔介质的渗透系数、厚度、直径以及气源的供气压力等因素对全多孔质气体静压轴承静态性能的影响,得出相应的关系曲线。自行设计了实验平台,实测获得了多孔质石墨气体静压止推轴承的载荷、刚度、流量等静态特性曲线。数值计算结果与实验结果具有很好的一致性,验证了该数值计算方法的可行性。结果还表明,当多孔介质渗透系数为7.95×10-15 m2,厚度为10mm,直径为45mm,且气膜间隙为3~5μm时,全多孔质石墨气体静压止推轴承静态刚度超过70N/μm。 展开更多
关键词 多孔气体静压轴承 多孔石墨 静态性能 渗透系数
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影响空气静压多孔质止推轴承静态性能的因素 被引量:7
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作者 卢泽生 杜金名 孙雅洲 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期729-731,739,共4页
在对多孔质气体静压轴承分析时 ,多孔质材料内部的惯性效应以及多孔质轴承表面的速度滑移对所建立的简化数学模型的应用是一个很大的障碍 .因此采用一种分解的方法来分析空气在多孔质止推轴承内部的非线性流动即不同种类的流动机理即考... 在对多孔质气体静压轴承分析时 ,多孔质材料内部的惯性效应以及多孔质轴承表面的速度滑移对所建立的简化数学模型的应用是一个很大的障碍 .因此采用一种分解的方法来分析空气在多孔质止推轴承内部的非线性流动即不同种类的流动机理即考虑空气压缩性和一定范围内的惯性效应 .实验结果表明多孔质表面的速度滑移并不遵守Beaver模型 ,但是可以通过附加等效间隙来大致估计 . 展开更多
关键词 多孔空气静压止推轴承 速度滑移 惯性效应 等效间隙 静态性能 数学模型
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空气静压多孔质止推轴承多孔质圆板的变形
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作者 杜金名 卢泽生 孙雅洲 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期508-510,共3页
在获取空气静压多孔质轴承的静态性能的过程中 ,有很多问题需要慎重考虑 ,其中包括惯性效应、速度滑移、多孔质渗透率的变化、多孔质表面粗糙度以及多孔质平板的变形。给出了止推轴承中多孔质平板的变形原理以及相应的粘结剂的弹性变形 ... 在获取空气静压多孔质轴承的静态性能的过程中 ,有很多问题需要慎重考虑 ,其中包括惯性效应、速度滑移、多孔质渗透率的变化、多孔质表面粗糙度以及多孔质平板的变形。给出了止推轴承中多孔质平板的变形原理以及相应的粘结剂的弹性变形 ,同时给出了测量多孔质平板变形的方法和相应迭代方法的原理。 展开更多
关键词 空气静压多孔轴承 静态性能 弯曲变形 弹性变形
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多孔质静压径向轴承的理论建模与数值计算 被引量:2
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作者 顾延东 成立 +2 位作者 B HLE Martin SCHIMPF Artur 袁寿其 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第20期16-24,共9页
为计算多孔质静压径向轴承静特性,基于雷诺润滑方程、多孔质达西方程和连续方程,建立了考虑多孔质-气膜交界面速度滑移的多孔质轴承流动模型。采用有限差分法、变步长差分格式、逐次超松弛法,提出Laplace-Neumann虚拟节点法,建立了流动... 为计算多孔质静压径向轴承静特性,基于雷诺润滑方程、多孔质达西方程和连续方程,建立了考虑多孔质-气膜交界面速度滑移的多孔质轴承流动模型。采用有限差分法、变步长差分格式、逐次超松弛法,提出Laplace-Neumann虚拟节点法,建立了流动控制方程组同时迭代的数值方法,编写了快速稳定的求解器PBS(porous bearing solver)。PBS承载能力、压力场、速度场等与ANSYS Fluent相近,但PBS实现了即时仿真。利用PBS分析了供给压差和润滑剂黏度对静特性的影响,结果表明:随着供给压差增大,承载能力和供给流量线性增大,供给功耗平方增大。随着黏度增大,承载能力略微增大,流量和功耗线性减小。随着偏心率增大,承载能力、流量及功耗增大。该自主求解器和结论可为多孔质轴承设计提供参考。 展开更多
关键词 多孔静压径向轴承 理论建模 数值计算 即时仿真 供给压差 润滑剂黏度
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多孔质气体静压轴承研究现状及发展趋势 被引量:10
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作者 顾延东 BÖHLE Martin +1 位作者 SCHIMPF Artur 袁寿其 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第8期818-825,共8页
多孔质气体静压轴承采用多孔质节流器,依靠外部供给加压气,形成承载气膜,实现支承和定位.分析了多孔质轴承支承原理,并说明气膜压力分布特点.总结了多孔材料在轴承中的应用及碳石墨多孔材料具有的相对优势.论述了流动模型、数值求解及... 多孔质气体静压轴承采用多孔质节流器,依靠外部供给加压气,形成承载气膜,实现支承和定位.分析了多孔质轴承支承原理,并说明气膜压力分布特点.总结了多孔材料在轴承中的应用及碳石墨多孔材料具有的相对优势.论述了流动模型、数值求解及试验的研究现状,说明雷诺润滑方程和Darcy方程是建立多孔质轴承流动模型的主流方法.总结了轴承优化方法,智能优化方法的应用情况.今后的研究重点是考虑流动惯性,基于Darcy-Forchheimer方程和雷诺润滑方程,建立多孔质轴承三维可压流动模型及其数值求解方法;考虑转子对气膜的惯性作用,使用CFD动网格计算多孔质轴承动特性;分析温度、材料变形等对多孔质轴承静动特性的影响;设计对中系统并采用高频激光测距仪,测试多孔质轴承静动特性;建立多参数、多目标的多孔质轴承优化平台,优化承载力、供气功耗等. 展开更多
关键词 多孔气体静压轴承 研究现状 发展趋势 静动特性
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局部多孔质气浮止推轴承的设计研究 被引量:11
9
作者 王建敏 戴一帆 李圣怡 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期38-43,共6页
建立了局部多孔质气浮轴承的理论模型,该模型考虑了轴承气膜交界面处的切向速度滑移。利用有限元方法对所建立的模型进行了理论仿真,轴承静态特性的仿真与试验结果取得了较好的一致性,说明经过修改后的雷诺方程可以用来作为局部多孔质... 建立了局部多孔质气浮轴承的理论模型,该模型考虑了轴承气膜交界面处的切向速度滑移。利用有限元方法对所建立的模型进行了理论仿真,轴承静态特性的仿真与试验结果取得了较好的一致性,说明经过修改后的雷诺方程可以用来作为局部多孔质气浮轴承研究的理论模型。利用该模型成功计算出不同渗透系数、不同厚度及不同直径的局部多孔质气浮轴承的流量、承载及刚度特性,并给出了相应的变化曲线。根据仿真结论,提出了局部多孔质气浮止推轴承的设计准则。另外,从理论上将该类轴承与全多孔质类型气浮轴的承特性进行了对比,表明局部多孔质气浮轴承有着优良的特性,有很好的应用前景。 展开更多
关键词 多孔气体静压止推轴承 有限元法 多孔 速度滑移
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一种多孔质石墨渗透系数测量方法的研究 被引量:1
10
作者 吴定柱 陶继忠 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期50-54,共5页
在考虑气体的可压缩性和气体在多孔介质里的流动存在惯性损失的前提下,给出一种测量多孔质石墨渗透系数的方法。在自行设计的测试系统上进行实验,测量得出供气压力与体积流量和流速的对应关系,并计算求得多孔质石墨的渗透系数。采用该... 在考虑气体的可压缩性和气体在多孔介质里的流动存在惯性损失的前提下,给出一种测量多孔质石墨渗透系数的方法。在自行设计的测试系统上进行实验,测量得出供气压力与体积流量和流速的对应关系,并计算求得多孔质石墨的渗透系数。采用该方法计算得出在渗透系数取实验值时供气压力与体积流量和流速的对应关系,与实验测量结果具有很好的一致性,证明该方法的正确性。 展开更多
关键词 多孔气体静压轴承 多孔石墨 渗透系数
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