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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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题名微型多叶稀薄气体润滑动压轴承动态特性研究
被引量：2
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作者
吴垚
郗文君
毕春晓
张彩丽
曹巨江
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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
沈阳大学机械工程学院
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2023年第21期88-100,共13页
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基金
陕西省自然科学基础研究计划(2022JQ-002)
陕西科技大学引进人才博士启动基金(2021BJ-11)。
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文摘
微型多叶动压气体轴承-转子系统作为微型涡轮发动机的关键部件,轴颈/轴瓦微小间隙内超薄气膜的动态特性是影响整机平稳运转和轴承润滑失效的重要因素。基于含3个可调系数的气体稀薄效应模型修正可压缩流体非定常Reynolds方程,将气膜压力、膜厚及Poiseuille流量比进行一阶复扰动展开,推导了微型气体轴承完整变量扰动的动态Reynolds方程,采用有限差分法、偏导数法及超松弛迭代法联立求解,分析了预负荷系数、瓦块分布位置及轴承结构参数对动态刚度和阻尼系数的影响规律。结果表明,相比微型圆柱气体轴承,微型多叶轴承瓦间沟槽的泵吸作用降低了气体稀薄程度,瓦间承载方式的直接刚度系数更大,大预负荷系数下微型多叶气体轴承瓦上/瓦间承载的动态阻尼系数也较高,长径比增大会提高轴瓦有效承载面积和超薄气膜范围,各刚度系数接近线性增加。微型多叶气体轴承可作为支承微型超高速转子的有益轴承类型。
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关键词
微型多叶气体轴承
薄膜润滑
偏导数法
瓦块预负荷
动态特性
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Keywords
multileaf aerodynamic bearing
ultra-thin lubrication
partial derivative method
pad preload
dynamic characteristics
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分类号
V229.2
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
TH133.312
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名稀薄效应对动压气体轴承静动特性的影响
被引量：4
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作者
兰正义
伍林
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机构
上海应用技术大学机械工程学院
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出处
《润滑与密封》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第2期81-87,共7页
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文摘
为研究稀薄效应对微小间隙下动压气体轴承静动态特性的影响,分别采用连续模型、一阶滑移模型以及在任意克努森数下都与线性玻尔兹曼方程解有较高吻合的WU新滑移模型,基于有限体积法建立考虑稀薄效应的静动态Reynolds方程,给出3种模型下轴承静态承载力与偏心率、轴颈扰动频率与轴承动特性系数的变化关系。数值分析结果表明:随偏心率的变化,连续模型预测的静态承载力最大,一阶滑移次之,WU新滑移模型预测的值最小;随着扰动频率的增加,考虑滑移模型计算的主刚度系数和主阻尼系数均有减小的趋势,且WU新滑移模型计算的主刚度系数和主阻尼系数明显低于连续模型和传统的一阶滑移模型。传统连续模型和一阶滑移模型过高地估计了轴承的静动特性系数,WU新滑移模型计算的结果更为准确。
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关键词
微型动压气体轴承
稀薄效应
静动态特性
扰动频率
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Keywords
micro self-acting gas bearing
rarefaction effect
static and dynamic characteristics
disturbance frequency
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分类号
TH117.2
[机械工程—机械设计及理论]
TH133.3
[机械工程—机械制造及自动化]
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