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液体火箭发动机涡轮泵浮动环密封泄漏特性修正方法
1
作者 王珏 窦唯 +2 位作者 姜绪强 金志磊 林奇燕 《宇航学报》 北大核心 2025年第4期722-730,共9页
为了更精确计算浮动环密封泄漏特性的变化规律,结合建立的浮动密封环间隙内流体瞬态流动模型和搭建大压差高速涡轮泵浮动环密封特性试验台,基于泄漏量均方根误差最小优化目标,采用梯度下降法寻找最优修正系数,构建一种涡轮泵浮动环泄漏... 为了更精确计算浮动环密封泄漏特性的变化规律,结合建立的浮动密封环间隙内流体瞬态流动模型和搭建大压差高速涡轮泵浮动环密封特性试验台,基于泄漏量均方根误差最小优化目标,采用梯度下降法寻找最优修正系数,构建一种涡轮泵浮动环泄漏量修正方法,并采用案例验证该方法的准确性。结果表明,提出的泄漏量修正方法具有高效与高精度的特点,以0.11 mm间隙浮动环为例,数值计算泄漏量与试验值最大误差由7.41%降低为1.42%,仅需几个浮动环泄漏量试验测试数据,即可获得较精确的全工况的泄漏量数据。该方法可以用于指导液体火箭发动机涡轮泵密封环设计,确保更精确计算发动机工作效率。 展开更多
关键词 液体火箭发动机涡轮泵 浮动环密封 泄漏特性 试验研究
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浮环密封分形磨损预测模型建立及试验验证
2
作者 张志敏 丁雪兴 +1 位作者 王旭辉 司佳鑫 《润滑与密封》 北大核心 2025年第8期91-99,共9页
为了降低航空发动机浮环密封部件的磨损,提升发动机的工作效率,针对浮环端面的微动磨损特性进行分析研究,讨论密封环形貌参数及工况参数对磨损量的影响。基于分形理论从微观层面提出浮环端面的形貌表征方法,计算出浮环端面的分形参数;... 为了降低航空发动机浮环密封部件的磨损,提升发动机的工作效率,针对浮环端面的微动磨损特性进行分析研究,讨论密封环形貌参数及工况参数对磨损量的影响。基于分形理论从微观层面提出浮环端面的形貌表征方法,计算出浮环端面的分形参数;考虑浮环端面微凸体间的相互作用力及频率指数求出法向接触面的实际接触面积及接触力;基于修正的Archard磨损理论推导出浮环端面分形磨损预估模型,并开展石墨微动磨损试验验证模型的可行性及合理性。研究表明:浮环端面磨损量随着分形维数D的增大先减小后增大,当分形维数D为2.55~2.65时磨损率最小;浮环端面的磨损率随着特征尺度G的增大而增大,当D>2.55时,特征尺度G对材料磨损率的影响不明显;在微凸体弹性及塑性阶段,频率指数在n_(min)~n_(min)+10(n_(min)为微凸体最低截止频率)范围内的微凸体对于浮环端面的磨损率影响最显著;石墨浮环端面变摩擦因数对于磨损率有显著影响。 展开更多
关键词 浮环密封 分形理论 微动磨损 磨损理论 频率指数
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矩形微织构浮环气膜密封特性的方向效应 被引量：1
3
作者 王世鹏 丁雪兴 +2 位作者 力宁 丁俊华 张兰霞 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第3期845-856,共12页
为研究微织构的方向效应对浮环气膜密封性能参数的影响,选取矩形微织构孔为研究对象,基于气体润滑理论,建立该织构化流体动压润滑控制的理论分析模型并采用有限差分法对其进行求解,获得了密封间隙气膜的压力分布,以转速、压力、偏心率... 为研究微织构的方向效应对浮环气膜密封性能参数的影响,选取矩形微织构孔为研究对象,基于气体润滑理论,建立该织构化流体动压润滑控制的理论分析模型并采用有限差分法对其进行求解,获得了密封间隙气膜的压力分布,以转速、压力、偏心率、织构深度为自变量,重点研究织构方向角对其密封性能参数影响的规律。结果表明:开设微织构的浮环密封浮升力随着转速、压力和偏心率的增大均可提高,但微织构孔深度的增大会导致浮升力下降。泄漏率随着转速、压力、偏心率和织构深度的增加而提高;但转速的升高对其泄漏率数值影响不大。气膜摩擦力随转速、压力和偏心率的变大而升高,随织构深度的增大而降低。矩形微织构在改善密封性能参数方面起着重要的作用,合理的选择微织构方向角,可有效地提高浮环气膜密封的密封性能。研究结果为提高织构化表面浮环密封性能设计提供了新思路。 展开更多
关键词 浮环密封 矩形微织构 方向效应 密封性能 数值计算
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基于不同边界条件的浮环轴承热流体润滑性能研究
4
作者 贾军庆 田天赐 +3 位作者 黄天一 师素双 张浩 师占群 《润滑与密封》 北大核心 2025年第5期170-179,共10页
为研究气穴效应的热效应对浮环轴承性能的影响,以径向浮环轴承为研究对象,建立气穴效应的轴承压力场和温度场耦合的热流体模型。采用有限差分法分别联立求解Jakobsson-Floberg-Olsson(JFO)和Reynolds方程、能量方程、黏度和密度方程,得... 为研究气穴效应的热效应对浮环轴承性能的影响,以径向浮环轴承为研究对象,建立气穴效应的轴承压力场和温度场耦合的热流体模型。采用有限差分法分别联立求解Jakobsson-Floberg-Olsson(JFO)和Reynolds方程、能量方程、黏度和密度方程,得到内外油膜压力,分析不同边界条件下气穴和热效应对浮环轴承的环速比、端泄流量、摩擦功耗、温升以及摩擦力等润滑静特性参数的影响。结果表明:随着转速的增大,JFO模型下气穴效应更为明显,在气穴和热效应耦合作用下的环速比呈非线性关系;基于JFO模型得到的浮环轴承总端泄流量和摩擦功耗偏低;在中高转速下,由于气穴对辐合区的影响,JFO模型得到的轴承的最大油膜压力同样偏小,内层油膜的最大温升较高,外膜最大温升偏低;同时发现高转速下气穴降低了轴承的摩擦性能。 展开更多
关键词 浮环轴承 边界条件 气穴效应 热效应 静态特性 环速比
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风速和浮盘上浮高度对外浮顶油罐密封圈最易泄漏位置的影响
5
作者 罗炜超 夏威 +2 位作者 张思琪 李鸿泰 谈金祝 《润滑与密封》 北大核心 2025年第4期135-143,共9页
外浮顶油罐的环形密封圈在环境风速和浮盘上浮高度变化的影响下,可能会发生密封圈最易泄漏位置变化,导致密封性能下降,造成油气泄漏等安全隐患。以某石化公司一台20 000 m^(3)外浮顶油罐为研究对象,通过数值模拟方法,分析4种风速(2、4、... 外浮顶油罐的环形密封圈在环境风速和浮盘上浮高度变化的影响下,可能会发生密封圈最易泄漏位置变化,导致密封性能下降,造成油气泄漏等安全隐患。以某石化公司一台20 000 m^(3)外浮顶油罐为研究对象,通过数值模拟方法,分析4种风速(2、4、6、8 m/s)和3种浮盘上浮高度(5、10、15 m)下的密封圈最易泄漏位置,并通过实验验证数值模拟结果的正确性。结果表明:环境风速大小对于密封圈最易泄漏点位置影响较小,但风速增加会造成密封圈环向压差逐渐加大;浮盘上浮高度增加可使密封圈最易泄漏点处的风向夹角逐渐减小,且能够使得密封圈环向压差逐渐减小。数值模拟和实验结果均表明,浮盘位于10 m高度且风速为4 m/s时的密封圈油气最易泄漏位置为风向夹角45°。研究结果可为降低外浮顶油罐生产安全隐患提供理论依据。 展开更多
关键词 外浮顶油罐 密封圈 浮盘 环境风速 泄漏
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浮动式口环几何尺寸对离心泵性能的影响
6
作者 杨飞翔 吴宏飞 +2 位作者 赖晓锋 王妙云 李雪梅 《流体机械》 北大核心 2025年第7期47-52,共6页
为了研究浮动式口环几何尺寸对离心泵扬程和效率的影响,针对ZM65-40-125离心泵,在试验泵上安装5种不同尺寸的浮动式口环,当浮动式口环间隙长度相同、改变口环间隙宽度(0.06,0.12,0.24 mm),浮动式口环间隙宽度相同、改变口环间隙长度(3,5... 为了研究浮动式口环几何尺寸对离心泵扬程和效率的影响,针对ZM65-40-125离心泵,在试验泵上安装5种不同尺寸的浮动式口环,当浮动式口环间隙长度相同、改变口环间隙宽度(0.06,0.12,0.24 mm),浮动式口环间隙宽度相同、改变口环间隙长度(3,5,7 mm)时,对比分析了泵的流量和扬程的变化;同时计算口环处理论泄漏流量,并与测试数据进行对比。结果表明,随着浮动式口环间隙宽度增大,泵的扬程和效率均下降,口环宽度从0.06 mm增加到0.24 mm时,扬程最大下降1.19 m,效率最大下降4.6%;随着浮动式口环间隙长度变短,泵的扬程和效率均下降,口环长度从7 mm减小到3 mm时,扬程最大下降0.38 m,效率最大下降1.78%,下降并不明显,与计算泄漏流量对比结果基本一致。研究可为浮动式口环结构离心泵的设计提供参考。 展开更多
关键词 离心泵 浮动式口环 口环间隙长度 口环间隙宽度
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多级镶装式气膜浮环密封的密封性能研究
7
作者 王晋忠 文孟刚 +2 位作者 高慧中 刘圆圆 翟兆阳 《润滑与密封》 北大核心 2025年第2期128-139,共12页
以航空发动机轴承腔中的镶装浮环密封为研究对象,采用Ansys Workbench建立单级镶装浮环热结构耦合有限元模型;仿真分析浮环密封的变形情况,模拟计算实际工作间隙,分析偏心率对单级浮环密封的影响规律。结果表明:偏心率增大浮升力增大,... 以航空发动机轴承腔中的镶装浮环密封为研究对象,采用Ansys Workbench建立单级镶装浮环热结构耦合有限元模型;仿真分析浮环密封的变形情况,模拟计算实际工作间隙,分析偏心率对单级浮环密封的影响规律。结果表明:偏心率增大浮升力增大,偏心率小于0.8时,浮环泄漏量变化不大,当偏心率大于0.8时,泄漏量因转子的高速旋转形成的古埃特剪切流越发明显而骤增。为了解多级浮环的密封性能,基于准稳态法对单级气膜浮环和三级气膜浮环密封的温度场和压力场进行分析,得到工况参数对三级浮环密封性能的影响规律。结果表明:随着压差的增大泄漏量增大,而随着转速增大,因浮环的动态间隙减小使得泄漏量逐渐减小;随着压差的增大,浮升力因内表面流体摩擦力与轴向压紧力作用先升高后降低再升高;随着转速的增大,多级浮环浮升力因浮环与轴的摩擦力,以及气体在环向沟槽动压效应先减小后增大;与单级浮环密封相比,三级浮环密封的泄漏量减少50%左右。针对浮环密封的初始间隙引起的泄漏量变化,通过改变三级浮环各级初始间隙配合得到各类型浮环的泄漏量规律,综合分析得到当第一级和第二级浮环不变时,改变第三级浮环的初始间隙,浮环的密封性和稳定性优于其他类型浮环。 展开更多
关键词 气膜浮环密封 液膜间隙 密封性能 航空发动机 泄漏量
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基于分形理论的浮环密封端面法向接触刚度仿真研究 被引量：1
8
作者 刘勇 郭昊东 +1 位作者 张青 闫方超 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第16期103-110,共8页
浮环密封是现代航空发动机常用的密封形式之一,浮环端面的接触刚度对浮环密封辅助密封面的摩擦磨损性能有重要影响。在分形理论的基础上,基于有限元方法建立了一种新的法向接触刚度计算模型。之后通过该模型计算浮环密封端面法向接触刚... 浮环密封是现代航空发动机常用的密封形式之一,浮环端面的接触刚度对浮环密封辅助密封面的摩擦磨损性能有重要影响。在分形理论的基础上,基于有限元方法建立了一种新的法向接触刚度计算模型。之后通过该模型计算浮环密封端面法向接触刚度,得到了浮环密封端面法向接触刚度随压力与粗糙度的变化规律。计算结果表明:求得的法向接触刚度与粗糙表面接触试验结果吻合较好,最大相对误差不超过4%;浮环密封端面法向接触刚度随压力的增大而增加,随接触面粗糙度的增大而减小。该方法为浮环密封端面法向接触刚度的计算提供了一种新的思路。 展开更多
关键词 航空发动机 浮环密封 粗糙表面 法向接触刚度 分形理论 接触力学
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井底压力下牙轮钻头浮动套轴承性能分析
9
作者 钟林 冷晓栋 +3 位作者 王国荣 王娟 魏刚 伍小龙 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期15-22,49,共9页
为了探究井底压力下215.9 mm牙轮钻头浮动套轴承的平衡转速比、摩擦学性能、油膜压力分布随内外间隙比的变化规律,修正了考虑浮动套轴承实际井下环境压力和牙轮钻头密封压差的Reynolds边界条件,利用MATLAB中的PDE Toolbox对浮动套轴承Re... 为了探究井底压力下215.9 mm牙轮钻头浮动套轴承的平衡转速比、摩擦学性能、油膜压力分布随内外间隙比的变化规律,修正了考虑浮动套轴承实际井下环境压力和牙轮钻头密封压差的Reynolds边界条件,利用MATLAB中的PDE Toolbox对浮动套轴承Reynolds方程进行数值求解,分析内外间隙比对浮动套轴承平衡转速比、油膜压力及摩擦因数的影响规律,结果表明:当环境压力为60 MPa、密封压差为20 MPa时,随内外间隙比增加,浮动套平衡转速比呈现先增大后减小的趋势;以轴承的摩擦因数和油膜压力作为综合评价指标,钻头浮动套轴承内外间隙比为2.0时,轴承的摩擦因数较小,油膜压力较高,其轴承综合性能较优;而当浮动套轴承内外间隙比为2.0时,随着环境压力的升高,浮动套轴承的摩擦扭矩和摩擦因数增加,从而加剧轴承的磨损。该研究为牙轮钻头浮动套轴承的结构参数优化及性能提升提供了基础理论支撑。 展开更多
关键词 井底压力 牙轮钻头浮动套轴承 内外间隙比 油膜压力 摩擦因数
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基于IA-VMD的浮环密封声发射信号降噪与特征提取 被引量：3
10
作者 张帅 丁俊华 +1 位作者 丁雪兴 力宁 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期222-229,共8页
针对航空发动机浮环密封运行时,声发射信号易受外界噪声干扰,且特征信号难以提取的问题,提出一种基于免疫算法(immune algorithm, IA)和变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)的声发射信号处理方法。首先应用免疫算法对变... 针对航空发动机浮环密封运行时,声发射信号易受外界噪声干扰,且特征信号难以提取的问题,提出一种基于免疫算法(immune algorithm, IA)和变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)的声发射信号处理方法。首先应用免疫算法对变分模态分解中的模态数K和惩罚因子α进行优化,采用样本熵为亲和度函数,得到VMD算法中的最佳参数组合。其次,对原始信号进行分解得到若干模态分量(intrinsic mode function, IMF)并计算出各个分量的相对熵,选取差异小的分量进行重构得到降噪信号。仿真信号分析表明,IA-VMD方法可以获得最佳参数,在抗噪声干扰方面具有明显优势。最后,对浮环密封声发射信号降噪并进行特征提取,结果表明,采用IA-VMD方法能够在降噪的同时最大限度保留有效信息,获得表征浮环密封主密封面碰摩状态的声发射信号,为今后浮环密封故障诊断奠定基础。 展开更多
关键词 浮环密封 免疫算法(IA) 变分模态分解(VMD) 声发射 特征提取
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基于QSE-ResNet的浮环密封摩擦振动信号分类方法 被引量：1
11
作者 刘伟 张书尧 +2 位作者 翟志兴 朱书海 李双喜 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第21期194-201,共8页
针对浮环密封装置在不同摩擦工况下振动信号特征微弱且难以识别的问题,传统深度学习网络在性能上取得了显著成果。然而,由于存在模型超参数多、训练时间长、迭代次数多、网络精度低以及计算成本过高等问题,其在实际使用时存在一定的局... 针对浮环密封装置在不同摩擦工况下振动信号特征微弱且难以识别的问题,传统深度学习网络在性能上取得了显著成果。然而,由于存在模型超参数多、训练时间长、迭代次数多、网络精度低以及计算成本过高等问题,其在实际使用时存在一定的局限性。因此,该研究提出了一种基于深度残差网络(residual network,ResNet)的方法,即基于快速注意力机制的残差网络(quick squeeze excitation ResNet,QSE-ResNet),以解决浮环密封摩擦振动信号分类中的问题。该方法通过引入注意力机制、调整网络残差块的连接方式并选择特定的优化器来提高模型性能,并与其他四种模型在同一个梅尔频谱图(Mel Spectrogram)数据集上进行对比测试。研究结果显示,QSE-ResNet的准确率达到了97%,比传统卷积神经网络高出13%,同时缩短了55%的模型迭代次数,节约了30%的网络训练时间。此外,QSE-ResNet成功地解决了过拟合、梯度爆炸和梯度消失等问题,显著缩短了迭代次数、节省了网络训练时间并提高了测试精度,使得浮环密封摩擦振动的信号状态监控及设备部署更为便利。该研究提出的QSE-ResNet使得浮环密封摩擦振动模型具备更便捷的部署能力,为浮环密封摩擦振动信号的研究提供了新的思路。 展开更多
关键词 浮环密封 摩擦振动 声发射 深度学习 特征分类
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微孔几何轮廓对浮环气膜密封动压润滑特性的影响 被引量：1
12
作者 王世鹏 丁雪兴 +2 位作者 丁俊华 张兰霞 江安迪 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第13期139-150,174,共13页
目的充分研究微织构几何轮廓对浮环气膜密封润滑特性的影响,调节微尺度流动,提高密封综合性能,为气膜浮环密封的优化设计提供理论基础。方法基于气膜润滑理论,建立表面织构化浮环密封的润滑模型,以圆形、正方形、椭圆形、三角形4种轮廓... 目的充分研究微织构几何轮廓对浮环气膜密封润滑特性的影响,调节微尺度流动,提高密封综合性能,为气膜浮环密封的优化设计提供理论基础。方法基于气膜润滑理论,建立表面织构化浮环密封的润滑模型,以圆形、正方形、椭圆形、三角形4种轮廓微织构孔为研究对象,采用有限差分法对流体动压控制方程进行数值求解,获得密封间隙内气膜压力分布,通过试验验证理论模型的正确性和有效性,并考察不同几何轮廓的微织构孔对浮环密封性能的影响规律。结果微织构孔均可产生显著的流体动压效应,具有三角形轮廓特征的微织构孔在综合密封性能上表现出最佳效果,其次是椭圆形、正方形,最后是圆形。在相同工况条件下,不同几何轮廓的微织构孔对密封性能参数的影响具有相似的规律。其中,转速、压力和偏心率的增大均可提高气膜浮升力;随着压力和偏心率的增加,泄漏率迅速升高,随着转速的升高而缓慢下降;气体摩擦力随着转速、压力和偏心率的升高而升高。结论在轴套表面合理设计微纹理,并对不同几何轮廓微孔所适应的工况参数进行了研究,明确了不同工况下织构类型的选择和优化。研究结果可为浮环气膜密封的轴套加工制造提供理论依据,具有实际应用价值。 展开更多
关键词 浮环密封 表面微织构 气膜润滑 密封性能 有限差分法
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计入热效应的浮环轴承稳定性研究
13
作者 贾军庆 田天赐 +3 位作者 黄天一 师素双 张浩 师占群 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期52-62,共11页
以径向浮环轴承为研究对象,建立轴承压力场和温度场耦合的热流体模型。采用有限差分法联立求解Reynolds方程、能量方程、黏度和密度方程,推导出油膜扰动方程,并求解轴承的动态特性系数;分析等温、绝热和热传导3种模型对浮环轴承环速比... 以径向浮环轴承为研究对象,建立轴承压力场和温度场耦合的热流体模型。采用有限差分法联立求解Reynolds方程、能量方程、黏度和密度方程,推导出油膜扰动方程,并求解轴承的动态特性系数;分析等温、绝热和热传导3种模型对浮环轴承环速比、临界质量和失稳转速等稳定性参数的影响。结果表明:等温模型中,环速比随主轴转速的增大先上升后逐渐平缓,在绝热和热传导模型中环速比先增大后减小,呈非线性关系,绝热模型相较于热传导模型,环速比有所降低;绝热模型对轴承动态特性系数的影响要高于热传导模型;临界质量稳定区域出现在高偏心工况下,失稳转速稳定区域则出现在低偏心工况下;计入热效应后,轴承临界质量和失稳转速均减小,且绝热模型对轴承临界质量和失稳转速的影响高于热传导模型。 展开更多
关键词 浮环轴承 热效应 环速比 稳定性 热流体模型
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热场耦合下表面微织构对浮环轴承润滑性能的影响
14
作者 姚爽 贾军庆 +1 位作者 甄冬 张浩 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期49-57,共9页
为提高浮环轴承的润滑性能,以径向浮环轴承为研究对象,引入微织构技术,建立考虑表面微织构的浮环轴承压力场和温度场耦合的热流体润滑模型。采用有限差分法联立求解质量守恒(JFO)方程、能量方程,得到浮环轴承的内外层油膜压力分布,分析... 为提高浮环轴承的润滑性能,以径向浮环轴承为研究对象,引入微织构技术,建立考虑表面微织构的浮环轴承压力场和温度场耦合的热流体润滑模型。采用有限差分法联立求解质量守恒(JFO)方程、能量方程,得到浮环轴承的内外层油膜压力分布,分析凹凸2种微织构对浮环轴承的环速比、温升以及润滑性能的影响。结果表明:凹织构增大了轴承的内外层最大油膜压力,降低了摩擦功耗和能耗损失,但降低了轴承的承载能力;凸织构提高了轴承的承载能力,降低了摩擦因数,改善了摩擦性能,但增大了能耗损失;计入热效应后,环速比减小,凸织构对油膜温升的影响高于凹织构,降低了轴承的端泄流量,而凹织构能够降低轴承摩擦功耗,随着转速的增大减幅也随之增大。因此应根据浮环轴承不同的工况以及润滑条件选择相应的织构形式。计入热效应后,润滑油黏度下降,摩擦功耗降低,端泄流量增加,且随转速的增大变化越明显,表明热效应对浮环轴承润滑性能的影响不可忽略。 展开更多
关键词 浮环轴承 微织构 热效应 环速比 润滑性能
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浮环弹性变形对浮环动静压轴承润滑特性的影响
15
作者 杨帅 侯军兴 +1 位作者 席双惠 安晓东 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期154-161,共8页
浮环轴承在高速工况下运行时,浮环表面在油膜压力作用下会发生弹性变形,影响轴承润滑性能。针对带有深浅腔的浮环动静压轴承,采用有限元法和有限差分法耦合求解油膜Reynolds方程、能量方程和温黏关系式,采用变形矩阵法求解弹性变形方程... 浮环轴承在高速工况下运行时,浮环表面在油膜压力作用下会发生弹性变形,影响轴承润滑性能。针对带有深浅腔的浮环动静压轴承,采用有限元法和有限差分法耦合求解油膜Reynolds方程、能量方程和温黏关系式,采用变形矩阵法求解弹性变形方程,计算浮环弹性变形分布;在浮环平衡的基础上,分析浮环变形对环速比、油膜承载力、端泄流量等润滑特性参数的影响。结果表明:浮环弹性变形分布与油膜压力分布呈现一致性,转速越高,偏心越大,变形越明显;考虑浮环弹性变形,浮环达到平衡状态时,内膜偏心率增加,环速比减小,轴承承载力与摩擦力矩均有所增加;由于浮环变形对内、外膜间隙及流动液阻的不同影响,使得内膜端泄流量增加,外膜端泄流量减少。 展开更多
关键词 浮环动静压轴承 弹性变形 浮环平衡 润滑特性 端泄流量
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温黏热效应对圆锥动静压浮环轴承润滑承载特性影响分析
16
作者 杨帅 侯军兴 +3 位作者 安晓东 王晓鹏 赵树森 张绍林 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第23期108-118,共11页
为研究润滑油温黏热效应对圆锥动静压浮环轴承性能的影响,构建内、外膜热流体润滑控制方程组,采用有限元法和有限差分法耦合求解Reynolds方程、能量方程、温黏关系式及浮环平衡方程,结合轴承温度测量试验获得油膜温度场分布特征,分析不... 为研究润滑油温黏热效应对圆锥动静压浮环轴承性能的影响,构建内、外膜热流体润滑控制方程组,采用有限元法和有限差分法耦合求解Reynolds方程、能量方程、温黏关系式及浮环平衡方程,结合轴承温度测量试验获得油膜温度场分布特征,分析不同转速、偏心率工况下轴承承载力、摩擦力矩、端泄流量等润滑承载特性的变化规律,揭示温黏热效应对最小油膜厚度的影响。结果表明:油膜温度场不均匀分布现象明显,深腔与进油槽油膜温度较低,封油面附近油温迅速升高;温黏热效应使轴承在高转速下的承载能力下降,端泄流量增加;内外层最小油膜厚度随进油温度的升高而减小,为避免承载力下降引起局部油膜破裂及润滑失效,有必要在轴承设计分析阶段考虑温黏热效应的影响。 展开更多
关键词 温黏热效应 圆锥浮环轴承 温度场分布 承载性能 最小油膜厚度
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考虑温度分布和初弹力影响的活塞环-缸套试验台研究
17
作者 宋振 刘晓日 +1 位作者 宋旭 陈袁 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期82-87,共6页
为探究活塞环初弹力作用下不同缸套温度对活塞环摩擦性能的影响,设计考虑缸套温度分布的活塞环初弹力摩擦性能试验台,其缸体-缸套组件基于浮动缸套方法设计,通过供油盖从顶部供润滑油,使用活塞环夹具安装活塞环,在缸套外壁安装3个环形... 为探究活塞环初弹力作用下不同缸套温度对活塞环摩擦性能的影响,设计考虑缸套温度分布的活塞环初弹力摩擦性能试验台,其缸体-缸套组件基于浮动缸套方法设计,通过供油盖从顶部供润滑油,使用活塞环夹具安装活塞环,在缸套外壁安装3个环形电加热器对缸套进行预加热。当活塞环未加载荷仅在初弹力情况下,仅改变缸套温度分布,研究不同缸套温度分布对活塞环-缸套系统摩擦性能的影响。结果表明:随着缸套温度的升高,活塞环-缸套摩擦副摩擦力和摩擦功耗呈现先减小后增加的趋势,对于研究的活塞环-缸套摩擦副,在缸套温度为60~70℃时,摩擦力和摩擦功耗最小。因此存在合适的缸套温度,使得活塞环-缸套摩擦副的摩擦性能最优。 展开更多
关键词 活塞环 浮动缸套 温度分布 摩擦力 摩擦功耗
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周向槽宽度对涡轮增压器转子系统非线性动力学特性影响研究
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作者 张聪聪 周瑜哲 +3 位作者 门日秀 付晓瑞 冯泽民 蔡长旺 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第20期183-191,共9页
浮环外表面周向槽宽度结构参数会影响外膜压力分布,进而对高速轻载涡轮增压器转子系统非线性振动特性产生显著影响。基于流体润滑机理和有限元理论,建立了包含轴系集总运动方程、浮环轴承瞬态温度模型、润滑油黏温方程以及轴承间隙热变... 浮环外表面周向槽宽度结构参数会影响外膜压力分布,进而对高速轻载涡轮增压器转子系统非线性振动特性产生显著影响。基于流体润滑机理和有限元理论,建立了包含轴系集总运动方程、浮环轴承瞬态温度模型、润滑油黏温方程以及轴承间隙热变形方程在内的涡轮增压器轴系热-流-固耦合的综合模型,并提出了一种有效的求解策略。通过与试验数据对比,验证了该综合模型的准确性和可靠性。以某柴油机用涡轮增压器转子系统为例,通过三维振动瀑布图研究不同周向槽宽度在低(50℃)、中(90℃)、高(130℃)3种入口油温下转子系统频域瞬态振动响应。结果表明:相对于全圆瓦浮环轴承支撑的转子系统,当周向槽宽度从2.4 mm增加至4.8 mm时,在不同入口油温下转子系统内膜涡动、振荡的转速区间逐渐缩小,振动幅值均大幅降低;但随着周向槽宽度和入口油温的增加,外膜承载力降低,转子系统呈现出刚性运动,即零频振动,并且零频振动幅值高于低频振动,成为主导频率。当周向槽宽度从2.4 mm增加至4.8 mm:入口油温为50℃时转子系统的最大无量纲振幅值降幅分别约为67%、75%和83%;入口油温增加至90℃时,转子系统的最大无量纲振幅值降幅分别约38%、75%和82%;入口油温增加至130℃时,最大无量纲振幅值降幅分别约为67%、75%和79%。因此,对于不同的入口油温,周向槽浮环轴承可使转子系统的振动幅值大幅降低,有利于提高转子系统的稳定性,结论可为周向槽浮环轴承的参数设计提供理论参考。 展开更多
关键词 周向槽浮环轴承 涡轮增压器转子 非线性动力特性 瞬态响应分析 低频振动
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套圈整体抛磨的器壁构型及浮动支撑优化 被引量：1
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作者 杜志伟 李学楠 +2 位作者 陈海滨 王良晨 杨胜强 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2024年第9期93-102,共10页
针对套圈整体抛磨中器壁构型及浮动支撑对抛磨效果影响尚不清晰的问题,通过EDEM与ADAMS耦合仿真试验,探究不同器壁构型和浮动支撑结构下颗粒介质动能和套圈各表面法向接触力分布规律。仿真结果表明,器壁构型与浮动支撑对颗粒介质流场影... 针对套圈整体抛磨中器壁构型及浮动支撑对抛磨效果影响尚不清晰的问题,通过EDEM与ADAMS耦合仿真试验,探究不同器壁构型和浮动支撑结构下颗粒介质动能和套圈各表面法向接触力分布规律。仿真结果表明,器壁构型与浮动支撑对颗粒介质流场影响显著,当容器截面形状为正六边形,内接圆直径为300 mm,支撑杆直径为15 mm,均布圆直径为70 mm时,套圈各表面法向接触力处于较高水平,且法向接触力分布相对均匀,适合抛磨。选取经仿真优化的相关参数搭建套圈整体抛磨试验平台,进行套圈整体抛磨试验。试验结果表明,抛磨后的套圈各表面粗糙度值明显下降,实现该工艺装备参数的基本优化。 展开更多
关键词 套圈整体抛磨 器壁构型 浮动支撑 颗粒介质动能 法向接触力分布
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CAT-1超导磁悬浮系统的平衡分析与永磁实验装置设计
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作者 王亚林 杨庆喜 +2 位作者 张国书 王召 刘云辉 《电子测量技术》 北大核心 2024年第16期8-16,共9页
天环一号(CAT-1)是国内首个采用磁悬浮偶极场磁体设计的磁约束等离子体装置。本文根据CAT-1装置总体目标和参数设计要求,采用线电流简化模型,基于矢量磁场、力学平衡及动力学等方法,完成了超导磁悬浮系统的平衡稳定分析,给出了参数设计... 天环一号(CAT-1)是国内首个采用磁悬浮偶极场磁体设计的磁约束等离子体装置。本文根据CAT-1装置总体目标和参数设计要求,采用线电流简化模型,基于矢量磁场、力学平衡及动力学等方法,完成了超导磁悬浮系统的平衡稳定分析,给出了参数设计结果;初步设计出简化的永磁悬浮实验装置,用于检验超导磁悬浮系统稳定性及参数可靠性。结果表明:对于CAT-1装置的悬浮磁体1200 kg、电流5 MA、悬浮距离2.0 m设计目标,托举线圈半径最优值为1.7 m,相应的电流为3.49 kA,为实现对悬浮磁体偏移运动的有效阻减及控制,平衡点附近工作区域应限制在垂直位移Δz<0.1 m、水平位移Δer<0.05 m、倾斜角位移Δα<π/24;分析了TSR线圈对悬浮线圈的影响,计算显示TSR与悬浮线圈产生对向漂移,漂移幅度与径向位置有关,同时TSR线圈侧原本闭合磁力线被破坏,造成输运粒子损失;采用1.5 kg永磁完成了悬浮实验装置概念设计,分析表明永磁体与托举线圈间距0.1 m,铜导托举线圈电流895 A,满足控制对响应速度的要求。 展开更多
关键词 CAT-1装置 悬浮偶极场 悬浮超导环 平衡与稳定控制 永磁体悬浮测试平台
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