一、雷诺润滑系统中的瞬态响应和稳定性分析（论文文献综述）
高勇伟[1]（2021）在《数控机床电主轴环保水基动压轴承关键技术研究》文中提出电主轴是实现高速、高精加工的数控机床之核心部件,更是将支承轴承和电机结合为一体的高端机床之关键部件,其综合性能受制于支承轴承的承载能力、稳定性和回转误差。本文面向我国高速磨削加工数控机床关键部件的重大应用需求,围绕高速水基动压轴承的润滑介质、承载性能、稳定性和回转精度等几个关键科学问题开展研究工作,具体工作如下:以水为基础液,以绿色环保的羟丙基甲基纤维素、羧甲基淀粉钠、丙二醇和油酸三乙醇胺酯作为水基添加剂,研制发明了一种新型粘度可控、润滑性能稳定水基润滑液。并以不同质量百分含量的氧化石墨烯纳米片作为减摩剂对水基润滑液进行摩擦学改性,发现在其质量百分含量为0.5%时,与水作为润滑剂相比磨损深度和磨损宽度都大幅降低。数值计算和有限元仿真均表明,在有效提高承载力和稳定性的同时,润滑液温升不高,性能较好。根据电主轴高速、精密和稳定运行的工作要求,运用流体润滑理论开发了水基动压轴承数值分析软件,计算分析了表面织构不同的布置区域、微坑直径、微坑深度和面积比下动压轴承的承载性能,揭示了主轴偏斜和加工误差等因素对水基动压轴承承载性能的影响。分析表明:合理布置表面织构可以有效提高动压轴承的承载能力,采取有效措施防止主轴偏斜可以减小承载能力下降,从而到达提高加工精度、减小圆度和圆柱度误差和提高承载能力的作用。利用泊肃叶定律改进了雷诺方程,建立了主动供液动压轴承的动态特性数学模型,计算了动压轴承的动态特性系数、临界质量和临界速度,与普通动压轴承相比,其临界速度成倍增加,动态特性系数变化不大。数值分析表明:布置增压小孔后,能够抑制对稳定性不利的交叉刚度的增加,有效改善动压轴承的稳定性,能使动压轴承在更高的转速下稳定运行。基于Reynolds方程建立了动压轴承主轴系统的动力学运动学模型,仿真分析了轴心#12运动轨迹,发现动压轴承在轴心可运动的范围内存在稳定区域,在稳定区域内,主轴受扰动后可以回到原平衡位置,在稳定区域外,主轴受扰动后未能回到原平衡位置。为验证数值仿真的可行性,搭建了水基动压轴承支承的电主轴实验平台,利用NI开发的测控系统完成了主轴回转精度的无接触测量。并在不同的供液压力、轴承间隙及轴承转速下实现对主轴径向回转误差的实时测量。经实验分析,发现供液压力、轴承间隙、轴承转速均能影响电主轴的回转精度。轴承转速越高,主轴回转中心越靠近轴瓦几何中心,回转精度越高。经对比,回转精度的实测结果与仿真预测结果最大相差0.3μm,平均相对误差13%,验证了所建仿真预测模型的正确性,证明水基动压轴承的仿真方法能够实现电主轴回转精度的准确预测。
邓志凯[2]（2021）在《基于轨迹法的气体箔片轴承-转子系统动力学特性研究》文中研究指明气体箔片轴承（Gas foil bearing—GFB）支承的超高速离心压缩机已经成为各国竞相研究的热点,在应用中通往超高速时始终面临着一个重要问题:系统的动力不稳定。工程表明,三瓦双向GFB有着更好的运行稳定性。为了揭示三瓦双向GFB—转子系统的动力学特性,论文采用基于时域的轨迹法,建立了轴承—转子系统的耦合场模型,并进行了求解。具体研究内容如下:首先,提出一种“二分法搜索+不动点迭代”的求解策略,建立箔片-气膜的弹流耦合求解模型,确定轴承的静态工作点。然后,采用上述算法计算了整周式刚性、整周式柔性、三瓦双向刚性、三瓦双向柔性表面轴承的静态性能并进行了比较。研究了不同瓦位角及箔片预变形对三瓦双向GFB静态性能的影响。研究表明,柔性表面轴承具有相对较低的承载力,但气膜压力分布相对“均化”。较小的瓦位角和箔片预变形能够提供更大的轴承承载力。基于时域轨迹法,建立了耦合气膜流场、箔片弹性变形和轴颈刚体运动的动力学模型。其中,瞬态气体润滑雷诺方程采用交替隐式迭代差分法求解,顶层箔片基于Mindlin板模型,采用有限元法计算,拱箔等效为“线性弹簧”。通过耦合迭代求解,获得随时间变化的轴颈运动参数。研究了相同转速和无不平衡量下的整周式刚性、整周式柔性、三瓦双向刚性、三瓦双向柔性表面轴承支承的轴颈由轴承中心释放后的动态特性。另外,研究了转速、不平衡量及瓦位角对三瓦双向GFB—转子系统动力学的影响规律。研究表明,柔性表面轴承有更好的运行稳定性,尤其对于三瓦双向GFB,能表现出更高的抗亚同步涡动特性。针对三瓦双向GFB—转子系统,分别研究了非周期载荷激励（阶跃载荷、矩形脉冲载荷、正弦交变载荷）下的系统动力学特性,比较了不同载荷作用下系统瞬态响应的时长、幅值及轴心轨迹。研究表明,GFB具有较强的抗冲击性能,和适应变化载荷的能力。
岳金珂[3]（2021）在《空气静压轴承-转子系统动态耦合特性分析》文中研究指明轴承-转子系统中,轴承和转子相互影响,不可分割。流固耦合分析作为一种交叉学科研究方法,是分析系统流体域和固体域之间相互影响的常用方式。在轴承-转子系统研究过程中,通过结合流固耦合分析方法,考虑轴承、转子在工作过程中的相互影响,可以提高计算结果的精确度。文章以狭缝节流静压轴承为基本研究对象,建立双排狭缝节流轴承基础流场模型,使用FLUENT对流场进行分析。首先对两种不同狭缝形式径向轴承进行静态特性参数对比和流场分析,之后通过改变连续狭缝轴承的结构参数,对轴承静特性进行分析,并确定其最优轴承参数。利用GAMBIT软件和SOLIDWORKS软件对狭缝节流径向轴承-转子系统建立流场与转子运动的动态耦合计算模型。通过对转子模型进行模态分析,以避免临界转速对耦合结果的影响。结合流体力学和转子动力学,在流场分析中引入压力惯性项和离心力惯性项,利用有限元分析软件将系统流体数据和转子数据进行耦合,建立了轴承-转子系统的稳态耦合模型,得到了系统耦合作用下轴心轨迹变化曲线,并对动态耦合下的动态流场变化进行分析。在阶跃载荷作用下,通过改变供气压力、转子速度,阶跃载荷以及轴承参数,充分考虑气流惯性和动压效应的影响,对轴承-转子系统进行瞬态响应分析。根据不同轴承参数以及不同供气压力、转子速度,阶跃载荷对转子所受载荷方向位移的曲线变化关系,利用瞬态响应参数对转子系统反应的快速性和平稳性进行分析,通过仿真计算可以得出:系统供气压力减少,外部载荷增加,转速提高以及狭缝轴承深度增加会使系统的快速性减小,系统的平稳性增加;狭缝距离和狭缝宽度增加会使系统快速性先增加后减少,平稳性先减少后增加。最后以Dover Revolution XL空气主轴为研究对象,进行转子误差分析和回转精度测试,并简化主轴系统结构,建立动态耦合模型进行耦合计算,对不同转速下转子的轴心轨迹变化进行对比分析。
曹远龙[4]（2020）在《记忆合金型气体动压轴承性能及其支承转子非线性动力学研究》文中研究说明气体箔片轴承以低粘度的环境气体作为工作介质实现高速转子的无油润滑,使转子系统具有高转速、高能量转化率、轻量、无污染等优点,被广泛用于高速的航空航天装备,能源动力等领域。但由于系统的运行条件和需求的恒变性以及不同的激励源影响转子的运动规律,导致转子出现大幅度振动甚至顶箔与转子之间的碰磨和系统失效,严重约束气体箔片轴承的推广和新设备的出现。针对这些问题,本文提出了一种记忆合金型主动变刚度气体动压轴承（SMA轴承）,采用记忆合金（SMA）弹簧作为轴承的柔性支承结构,以SMA材料可逆变性和相变引起的材料属性变化实现改变轴承性能的目的,调整转子的工作状态。论文的主要内容和研究成果如下:建立SMA材料的本构模型并搭建SMA材料属性测量实验台,获得SMA材料相变的开始和结束温度以及材料相变引起的弹性模量和尺寸变化。建立考虑SMA弹簧的相变属性、弹簧间的预载和相互摩擦的轴承结构刚度矩阵,并联有限元法计算的顶箔刚度矩阵,得到SMA轴承结构的总刚度理论模型。搭建静态推拉实验台,测得SMA相变前后轴承的滞回曲线,验证支承结构理论模型的合理性和SMA材料相变对轴承结构力学性能的影响,为该型轴承的理论预测奠定基础。耦合描述气膜压力的雷诺方程和结构变形的运动方程,构建SMA轴承的理论预测模型。利用有限差分法将连续气膜压力离散化并将其对应分配到轴承结构刚度的支承节点,通过牛顿-瑞普逊迭代法耦合计算雷诺方程和结构运动方程,求出轴承特性稳态条件的数值解。讨论不同载荷、转速、SMA弹簧的排列方式和SMA材料状态条件下气膜压力和气膜厚度分布、转子稳态位置和轴承极限承载力的变化规律,为该类型的SMA轴承结构设计提供指导方向。搭建激振实验台,在不同激励幅值下测量SMA轴承结构刚度和阻尼随激励频率的变化规律,证明SMA材料相变过程会明显影响SMA轴承结构动态刚度和阻尼系数。基于小扰动法对瞬态雷诺方程和支承结构运动方程进行线性化分解,采用有限差分法求解,进而得到不同结构参数与SMA轴承动态刚度和阻尼系数的变化关系。建立SMA轴承非线性计算模型,讨论不平衡距离及结构排列方式对运行状态的影响。通过分析热量在SMA轴承结构和转子上的传递路径以及冷却量和SMA弹簧上的加热量对热传递路径的影响,推导出轴承支承结构和转子的等效热阻模型。考虑气膜端泄量对气膜温度边界的作用以及转子内部空间和露出轴承的转子长度、轴承套构成的温度边界条件,建立气膜温度和气膜压力相互作用的热弹流理论模型,利用有限差分法计算出气膜温度的空间分布。搭建轴承温度测量系统获得不同转速的温度分布,验证理论模型的有效性并分析不同载荷、名义间隙条件下各结构单元的温度以及SMA弹簧加热和冷却情况的各结构单元散热能力,说明轴承设计的冷却方式的合理性。考虑转子的不平衡质量、陀螺效应以及气膜力对转子的影响,建立转子运动方程、雷诺方程、结构变形方程的系统非线性动力学模型,通过威尔逊-西塔法求解转子运动方程,获得转子在下一时间的加速度,继而得到转子的运动规律和下一时间的气膜对转子的作用力。建立SMA轴承支承的转子运动测试和数据采集实验台,分析不同间隙对转动振动的影响,并以实验数据验证计算的轴心振动频率和幅值,讨论不同载荷、不平衡距离、弹簧丝径及其排列方式对转子振动响应的影响。计算结果证明SMA弹簧相变引起的弹性模量和结构尺寸的变化可以改变次同步振动频率,在轴承周向合理布置SMA弹簧能够提高系统的稳定性。综上所述,本文将可改变材料属性的智能材料即SMA引入到气体轴承中,作为气体轴承的支承结构,可以实现改变轴承性能,调整SMA轴承支承的转子系统的稳定性和承载力。通过实验和理论模型研究不同结构参数和运行参数对轴承静动态特性、非线性运动规律、温度分布及其转子系统动力学响应的影响,证明SMA材料相变可以有效改变转子系统性能,设计的冷却系统可以快速降低轴承的温度和恢复SMA材料初始状态。
李海桥[5]（2020）在《基于SPH方法的活塞组-缸套间润滑油输运问题研究》文中研究表明绿色交通系统受材料科学、生产工艺以及配套服务设施的限制,很难在短时间内实现真正的普及,使用液体燃料的内燃机在未来几十年在各行各业将继续发挥重要作用。减少内燃机内部摩擦造成的机械损失已成为当下和今后主要攻克的难题之一,给内燃机各组件提供良好的润滑条件是最行之有效的方式,因此研究内燃机内部润滑油膜的输运机理,指导润滑油的开发和内燃机各组件的结构设计在学术上和工程上均有重要意义。在内燃机内部,活塞组与缸套间的摩擦损失占比最高,但活塞组与缸套间润滑油传输过程是一个极其复杂的瞬态过程,给实验研究带来很多困难。数值模拟为活塞组-缸套间润滑油输运过程研究提供了有效手段。在活塞裙部与缸套,活塞环岸以及活塞环与缸套间润滑油的输运过程伴随复杂的多相间相互作用,自由液面演化和润滑油膜的大变形行为,基于雷诺方程的经典润滑理论在计算涉及自由液面演化、外部强制作用下的润滑油膜大变形问题时会遭遇多重解或数值震荡等困难。光滑粒子动力学（SPH）作为一种纯拉格朗日无网格方法,在处理多相间界面移动,自由表面演化以及流体结构大变形等复杂流体问题有独特优势。本文利用Navier-Stokes方程描述润滑油膜的输运过程,首次采用弱可压SPH离散格式对活塞组-缸套间不同部位的润滑油输运过程进行求解。对Couette流动进行计算,与解析解对比验证SPH方法的计算精度。在活塞裙部全油膜润滑能有效降低活塞二阶运动和摩擦损失前提下,将活塞的往复运动简化为正弦移动边界,利用改进后的耦合动力边界条件处理活塞裙部和缸套与润滑油膜的相互作用。系统研究润滑油黏度、发动机转速、活塞往复运动的速度幅值以及活塞与缸套间间隙大小对润滑油输运过程的影响。利用活塞往复运动对润滑油的拖拽效应系统分析了不同油膜厚度下惯性力与粘性力对润滑油输运过程稳定性的影响。为新型润滑油的开发提供了理论基础。构建了普适性更强,系数方程具有最大值与最小值绝对值相等特点的粒子间作用力表面张力模型,结合改进的耦合动力边界构造了粒子间作用力固体表面浸润模型。对控油环和刮环间的活塞环岸结构进行简化,对活塞环岸上润滑油输运过程进行数值计算,结合表面张力、固体表面浸润特性、活塞环岸预先有无润滑油等几个方面对惯性力作用下的润滑油输运过程进行了系统分析。从活塞环岸结构,不同区域润滑油的压力分布、粒子分布等方面详细讨论了表面张力、粘性力、固体表面浸润特性对润滑油流体动力学行为的影响。研究表明SPH方法能有效缓解或避免传统方法在计算该类问题时的数值震荡问题。利用改进的耦合动力边界处理方法构建活塞环与润滑油、缸套与润滑油间的流固耦合模型,在考虑活塞二阶运动的情况下,对活塞环运动引起的润滑油输运过程进行了研究。系统研究了惯性力和粘性力对润滑油分布、压力分布以及速度场分布的影响。详细讨论了润滑油输运过程中涡的移动,润滑油在活塞环周围的的分离、融合以及积聚等流体动力学行为。系统分析了活塞环周围的压力分布、活塞环指定监测点压力随时间的变化,缸套附近的压力变化及其与润滑油粒子分布,自由表面演化间的关系,并对润滑油自由表面演化过程进行了系统分析。研究表明表面张力和润滑油膜惯性力共同作用下的自由表面演化过程和活塞环的拓扑结构对润滑油膜的分布有重要影响,为新型活塞环的研发提供了理论基础。本文为活塞组-缸套间的润滑问题研究提供了一种有效的计算方法,该方法克服了传统计算方法数值震荡和界面追踪的困难。通过研究各部位润滑油的流体动力学行为,可以指导新型机油的研发,为内燃机各组件拓扑优化提供理论依据,为内燃机内部提供更好的润滑条件（更理想的润滑油分布）提供理论指导。
潘慧山[6]（2020）在《透平式能量回收一体机转子动力学特性研究》文中进行了进一步梳理透平式能量回收一体机集余能回收与液体增压于一体,适用于大中型反渗透膜法海水淡化系统中的浓盐水余压能回收与海水增压。为了提高系统效率,一体机的转速通常高达104数量级,这对一体机的轴承—转子系统稳定性提出了很高的要求。高转速不仅会使轴承阻尼有所降低,也会使转子受到的流体激励力产生不同程度地增大现象,这些都会对一体机转子系统稳定性造成不利影响。因此,为了确保透平式能量回收一体机的安全稳定运行,非常有必要对其转子系统的动力学特性进行系统和深入的研究于。本文所做的主要工作如下:（1）在简要介绍透平式能量回收装置发展历史的基础上,对透平式能量回收一体机的研究现状进行了总结,概述了水润滑轴承和转子动力学的相关研究进展和发展趋势。（2）通过数值模拟对一体机的透平和增压泵的水力性能与内部流场进行了分析,根据功率匹配设计了三种不同的运行方案,研究了增压泵叶轮和透平叶轮径向力和轴向力的分布规律。模拟结果表明设计工况下透平和增压泵具有较好的水力性能,透平在1.4Qd工况下运行,增压泵在1.0Qd工况下运行时,一体机整机效率最高。增压泵在偏工况运行时,叶轮所受径向力较大,透平叶轮上的径向力则随流量的增大而增大。一体机的总轴向力指向透平出口,其大小随着流量的加大而增大。（3）基于流体动压润滑理论,梳理了利用有限差分法和扰动参数法求解轴承液膜动静特性的详细步骤,结合MATLAB软件对不同结构参数及运行工况下轴承的动静特性进行了求解分析。计算结果显示增大长径比与减小半径间隙都有利于提升轴承的承载能力,当轴承的相对间隙（c/R）与长径比（L/D）的比值在0.00650.0075范围内时轴承的最小水膜厚度可以取得最优值。高速工况下,轴承阻尼明显减小,稳定性有所减弱。（4）基于SAMCEF Rotor软件,建立了三种不同维度的一体机轴承—转子系统的有限元计算模型,并对三种计算模型进行了临界转速求解和振型分析。计算结果表明三种计算模型的计算结果吻合度较高,一体机的转子系统存在低频涡动现象,若要确保一体机转子的安全稳定运行,其实际工作转速应设置在480025000r/min范围内。研究还表明,适当减小转子材质的密度能够提高一体机转子临界转速,轴承的结构参数对转子刚体临界转速具有较大影响。（5）利用SAMCEF Rotor软件,研究了不同载荷下一体机轴承—转子系统的瞬态响应分析。结果表明:提高叶轮加工精度、错位安装叶轮、增大转子启动加速度、选用小刚度大阻尼轴承等方法可以有效降低一体机转子跨越临界转速时的共振幅值,从而提升转子系统的稳定性。考虑流体激励力作用后,与仅考虑不平衡质量相比较,转子振幅明显增大,且幅值随着转子所受径向力的增大而增大;轴心轨迹的曲线呈花瓣形,且不同位置处的轴心轨迹存在不同程度的偏心现象。
李超[7]（2020）在《光热发电用高温熔盐泵内部流动与运行稳定性研究》文中认为光热发电用高温熔盐泵是一种液下长轴泵,用于输送温度高达400700℃的熔融盐,作为光热电站中的主循环泵,其稳定可靠性是保证传储热系统安全运行的关键之一,但目前主要依赖进口。该泵采用多级立式结构,内部流动更加复杂,由此产生的非定常压力脉动、水力激励力是诱发泵体振动的重要因素。熔盐泵主轴L/D>100,属于超细长转子,其临界转速与瞬态激励对运行稳定性的影响不容忽视。此外,泵输送高温介质的热量沿轴及固体结构传递至上轴承,可能导致润滑失效、卡轴等严重机械故障。因此,对高温熔盐泵内部流动机理及运行稳定性展开研究十分必要,研究成果可为该泵的水力、结构优化提供参考。本文以国内某100MW光热示范电站用热盐泵为研究对象,试图从内部非定常流动及其激励特性、泵转子临界转速与瞬态激励、上轴承冷却及可靠性等三方面展开研究。主要工作内容和结论如下:1、根据光热电站的实际运行要求,对熔盐泵两级叶轮、导叶进行水力设计,获得其主要几何参数;同时针对泵转子与支撑系统、上轴承冷却系统等进行了结构优化设计,获得了满足性能指标要求的模型样机。2、基于RNG k-ε湍流模型对熔盐泵内部流场进行了数值计算,重点分析了动静干涉和其他复杂流动激励产生的压力脉动、径向力脉动特性,并结合涡识别技术捕捉到的非定常涡结构演化过程,对泵内不同位置的压力脉动特性进行关联分析。结果表明:由动静干涉引起的叶轮通过频率(fBPF)与导叶通过频率(fDPF)分别在导叶与叶轮的压力脉动频谱中占主要成分;压力脉动幅值随运行工况、测点位置变化,小流量工况下次级导叶内部低频峰值信号更加突出;导叶内的旋涡演化现象明显,存在尾缘脱落涡（23fR）、吸力面脱落涡（3fR）、前缘撞击涡（6fR）等多种典型涡结构;涡结构演化核心区压力脉动幅值显着增强,其特征频率与涡脱频率一致,表明除动静干涉作用外,涡结构周期性演化是激励泵内压力脉动的重要因素。3、为探究高温熔盐泵细长轴转子的运行稳定性,基于Workbench与Comsol Multiphysics平台,对转动部件进行建模,计算了不同支撑刚度条件下的转子临界转速,并分析了启动、流体激励力作用时的转子瞬态响应过程。结果表明:转子的临界转速超1.5倍的工作转速,在启动至工作转速范围内无共振现象;当支撑刚度值大于1×109N/m时,径向导轴承可等效为刚性支撑;在启动过程中叶轮螺母与首级叶轮的位移量远大于其他位置,增加转子的偏心质量,其最大响应位移也随之线性增加;在（110）×107N/m范围内增加导轴承径向刚度,最大响应位移呈指数型降低趋势;考虑流体激励力时,首级叶轮的位移量比次级叶轮大一个数量级,但叶轮径向力引起的瞬态响应程度甚微,对转子稳定性的影响可忽略不计。4、基于Workbench与Fluent平台,对上轴承冷却系统进行了热流固耦合计算与分析。发现:在风轮强制驱动下,空气沿流道与散热肋片发生强烈的对流换热,温度逐渐升高;进风速度对换热量的影响在一定范围内,并非风速越大换热效果越好;上轴承温度受介质传递的热量影响更大,自身的摩擦生热影响较小;采用插值法获得上轴承温度满足可靠性要求的临界进风速度为0.63m/s;根据第四强度理论,对固体域各部件进行校核,均满足强度要求。
刘一鸣[8]（2020）在《带挤压油膜阻尼器的转子系统动力学建模与非线性研究》文中认为转子系统是航空发动机的核心部件之一。在高速工作状态下,较少的不平衡量和外界干扰都会导致转子系统产生较大的不平衡响应。因此,有必要研究转子—支承系统的动力学特性,并且深入地研究非线性支承结构对转子系统的振动影响。挤压油膜阻尼器（Squeeze Film Damper,SFD）是一种振动被动控制结构,也是支承结构的重要组成部分,位于转子系统与机匣之间,用于减振。传统的阻尼器油膜力计算方法是基于经典润滑理论中的雷诺方程,忽略了油膜的惯性效应。但随着转速的增加,雷诺数也随之增加。高速转子系统的雷诺数通常远大于1。因此,在高速运行的转子系统中,对挤压油膜阻尼器进行数值模拟时须考虑油膜惯性的影响,建立更为完备的油膜力计算模型以用于分析系统的不平衡响应。本文建立了转子系统的动力学模型,采用有限元法对转子系统的运动微分方程进行了推导,基于该方法编写了相应的计算程序,并对编写的转子动力学程序进行了验证。本文还推导了有限长两端非密封挤压油膜阻尼器油膜动压分布和速度分布的表达式,保留了N-S方程中的流体惯性项,引入油膜惯性效应。由此建立了新的油膜压力分布计算模型,考虑油膜惯性效应对油膜力结果的影响,并采用有限差分法进行求解,并分析了压力模型计算的结果。对轴颈表面的压力场进行了数值积分,得到油膜的反作用力。为研究考虑油膜惯性的挤压油膜阻尼器对转子—支承系统的影响,本文建立了考虑油膜惯性效应的转子系统在不平衡质量下的瞬态与稳态响应计算模型。该模型采用Newmark-HHT法将油膜力模型与转子系统动力学计算方法相结合,通过迭代求解转子系统响应,并对结果进行了分析。研究结果表明:小偏心率时,在较小的雷诺数下,粘性力的影响使压力分布更接近正弦曲线,但是在中等和较大的雷诺数下,相位发生变化,压力转换为余弦波形;中等偏心率时,在较小的雷诺数下,结果的差异性主要体现在压力的大小,而压力曲线轮廓的形状和相位则不受影响。但是,在中等雷诺数的情况下,全惯性模型的曲线轮廓和无惯性模型的曲线轮廓依旧相似,相位角有所差别,但时间惯性在曲线轮廓上具有明显差异,说明对流惯性项的影响会极大地影响压力曲线的形状;大偏心率时,即使在较小的雷诺数下,对流惯性效应对压力大小的影响也非常显着,且压力分布对流体惯性较为敏感,雷诺数的变化会对压力分布产生明显的影响;流体惯性效应明显增加了油膜力径向分力的大小,但切向分力基本不受影响;考虑油膜惯性效应的系统不平衡响应振幅与无惯性效应的不平衡响应振幅相比,都有一定程度上的减少,说明惯性效应的增强可以进一步降低系统不平衡响应的幅值。综上所述,在转子高速运转条件下,即大雷诺数情况下:流体惯性对挤压油膜阻尼器的特性影响以及对转子—支承系统的不平衡响应影响都是不能忽视的。
刘富宁[9]（2020）在《磨损轴承的非线性动力学行为研究》文中研究表明轴承在旋转机械系统中扮演着至关重要的角色,其运转过程中的非线性因素众多。磨损是轴承运转过程中不可避免的缺陷,常直接或间接地造成大量损失。轴承的磨损对系统非线性动力学行为及动态性能特性有着不可忽视的影响,从而影响整个系统的稳定性。本文以非线性动力学理论和方法对磨损滑动轴承和箔片轴承进行了研究。具体内容如下:基于弹性流体动力学理论,建立了磨损模型以分析磨损区域对油润滑径向滑动轴承的非线性响应的影响。采用离散迭代法和隐式欧拉法耦合求解雷诺方程与运动方程,由此求得轴心轨迹。分析了磨损对压力、膜厚、加速度和轴心轨迹的影响。同时对阶跃荷载下磨损对轴承性能的影响进行了研究。结果表明,轴心轨迹运动范围和稳定点随磨损加深而发生明显变化,且磨损对轴承稳定性的影响随转速和方向变化而不同;压力随磨损加深而增加,膜厚变化率变大。在阶跃荷载激励下压力及轨迹范围随磨损加深而增大。在油润滑箔片轴承平箔结构上引入磨损模型,采用Iordanoff模型求解箔片刚度,考虑摩擦界面情况基于VALVFC模型修正了摩擦系数。通过数值计算分析了磨损对轴承压力、膜厚、轴心轨迹的影响。采用小扰动法计算了动态性能,并通过非线性动力学理论对其动态响应进行了分析。研究表明,磨损增加时压力增大,轴心轨迹收敛加快;磨损削弱了动态刚度和阻尼,降低了轴承承载力及稳定性;轴心运动随参数变化显现周期性,多周期和概周期性的高度非线性行为。研究了气体润滑箔片轴承发生磨损时的非线性动力学问题。通过交替方向隐式差分法（ADI）求解了气体箔片轴承中的可压缩雷诺方程。求解运动方程得到运动参数,并采用Newmark-β法在时域上迭代获得轴心轨迹。采用小扰动法求得了轴承动态刚度及阻尼系数,针对不同的系统参数分析了磨损对系统非线性动态响应的影响。结果表明,磨损削弱了刚度和阻尼系数,轴心运动显现出包含周期性,多周期和概周期的高度非线性行为。以不平衡度作为分岔参数时,发生磨损时系统运动分岔点减小。
魏列[10]（2020）在《运动条件对自然循环系统驱动力特性的影响机制研究》文中研究说明自然循环依靠回路中冷热段密度差及有效高差,在重力作用下形成驱动力,与流体流动阻力达到平衡,形成稳定的循环。在缺失外部驱动力的情况下,排出堆芯中产生的热量,从而保证反应堆的安全。因此,目前第三代先进压水堆通常都具备一定的自然循环能力。在海洋小堆等应用中,由于自然循环系统的驱动压头小,容易受到风、浪、涌等影响而产生流量波动,威胁反应堆的安全。本文通过多尺度耦合的方法,分析了海洋运动对自然循环特性的影响,以及运动条件对自然循环工况下通道内流动传热特性的影响。通过空泡仪及可视化实验方法,分析了运动条件对通道内两相流流型的影响。主要开展了以下几个方面的研究:（1）对倾斜、升潜、摇摆三种典型运动条件进行受力分析,考虑由空间位置变化引起的重力分量变化、由非匀速运动引入的惯性力,以及由旋转运动导致的离心力及科氏力。通过对热工系统程序RELAP5代码进行修改及对Fluent程序进行二次开发,引入运动条件,在此基础上实现两个程序的数据交换,建立适用于研究运动条件下多尺度耦合计算的分析工具,并通过实验数据对比验证了耦合程序的准确性。（2）通过耦合程序,研究了运动条件对自然循环工况下流道内流动传热特性的影响。在浮力作用下,倾斜流道内所形成混合对流,对传热能力有明显强化作用。升潜条件下,流道内的流动传热特性主要受流量脉动的影响。在过渡区内,脉动流的截面速度分布呈现“环形分布”,导致瞬态阻力特性随流量脉动而周期性变化,并且截面温度分布也存在类似的特性,引起瞬态传热特性的周期波动。摇摆条件下,瞬态流动传热特性受混合对流和流量脉动的综合影响,两种效应的相对大小与具体的运动参数有关。可以确定的是混合对流会增强时均换热能力,而流量脉动只影响瞬态值,而不会对时均值产生影响。当自然循环流量波动到非常低时,截面压力分布不均将引起所谓“边界层加速”效应,导致流动阻力的突然增大。（3）通过耦合程序分析了不同运动条件下,自然循环驱动力的瞬变特性。倾斜条件下,不同的倾斜方向决定了水平段对自然循环驱动力的贡献,因此倾斜方向不同时,自然循环系统流动变化有差异。升潜条件下,自然循环驱动力、流量及阻力都呈现近似正弦波动。受惯性影响,驱动力变化的相位要领先于流量和阻力,而流量与阻力变化相位相同。驱动力与阻力之间的相位差导致驱动力的波动幅度大于阻力的波动幅度。驱动力与阻力之间的相位差随升潜周期的减小、加热功率的减小、二次侧温度的减小而增大。流量的波动幅度随升潜幅度的增大、升潜周期的减小、加热功率的增大、二次侧温度的增大而增大。流量时均值不受升潜运动的影响,但随加热功率的增大、二次侧温度的增高而增大。摇摆条件下主要存在两种不同的流量波动形式,分别为大周期工况下的“双峰型”（BIMODAL）和小周期工况下的“正弦型”（SINE）。摇摆条件下,流量波动幅度随着摇摆周期的减小、摇摆角度的增大、加热功率的减小、二次侧温度的减小而增大。总驱动力与流量时均值由竖直管路产生的重位驱动力（GD）决定,摇摆周期的减小虽然对总驱动力的时均值没有影响,但使阻力的时均值减小,因而导致流量时均值增大;当增大摇摆幅度时,将使总驱动力的时均值减小,因此导致流量时均值减小。加热功率和二次侧温度的增大,都会使总驱动力时均值增大,造成流量时均值增加。（4）基于平板空泡仪及可视化方法,开展了静止、倾斜以及摇摆条件下窄矩形通道内相态宏观分布特性研究,气相、液相表观流速范围分别为0.05-20 m/s、0.15-2m/s。倾斜及摇摆条件下的流型分类结果表明:倾斜及摇摆对泡状流-弹状流转变没有显着影响,而使弹状流-搅混流、搅混流-环状流的转变明显滞后。（5）对两相流模型框架下的壁面热流分配模型（WFPM）进行评估,发现在选取适当的f-N a-Db模型组合的前提下,WFPM能较为准确地预测截面平均空泡份额、截面平均温度和壁温,但是在预测空泡份额分布上表现欠佳。通过耦合程序对运动条件下窄矩形通道内两相流动传热特性,以及系统特性进行了分析。倾斜条件下,浮力造成朝上面和朝下面附近汽相的聚集或扩散,导致壁温升高或降低,壁面切应力减小或增大。在强迫循环工况下,摇摆对流动传热特性的影响与加热面朝向有关,因此流动传热特性呈周期性变化。但是,由于流动惯性的存在,参量变化存在相位差,且存在明显的多维度效应,局部参量的变化与空间平均值存在较大差异。而在自然循环工况下,流动传热特性则主要受流量波动的影响,与运动形式（摇摆或升潜）关系不大。在两相自然循环系统中,相对于重位驱动力（GD）,附加驱动力（AD）的时均值依然可以忽略不计,因此两相自然循环时均特性仍受GD的控制。对于两相自然循环的瞬时特性,GD的影响增强,大多数的摇摆条件下,两相自然循环系统的流量特性表现为“双峰型”波动。
二、雷诺润滑系统中的瞬态响应和稳定性分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、雷诺润滑系统中的瞬态响应和稳定性分析（论文提纲范文）
（1）数控机床电主轴环保水基动压轴承关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 液浮轴承国内外研究现状 |
| 1.2.1 液浮滑动轴承技术 |
| 1.2.2 液浮轴承润滑介质和轴承材料研究现状 |
| 1.2.3 液浮轴承承载特性研究状况 |
| 1.2.4 液浮轴承动态特性研究现状 |
| 1.2.5 液浮主轴回转精度研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 1.3.1 当前研究不足及需要解决的主要问题 |
| 1.3.2 论文总体架构 |
| 2 环保水基润滑液的配制与性能测试 |
| 2.1 环保水基润滑液的配制 |
| 2.2 环保水基润滑液摩擦磨损试验 |
| 2.2.1 实验设备及实验材料 |
| 2.2.2 实验过程 |
| 2.2.3 实验结果及分析 |
| 2.2.4 尼龙材料的磨损体积和磨损率 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 环保水基动压轴承承载特性建模 |
| 3.1 水基动压轴承的布置及结构 |
| 3.2 流体润滑机理和基本方程 |
| 3.2.1 流体润滑动压形成机理 |
| 3.2.2 流体润滑基本方程 |
| 3.3 动压轴承的边界条件 |
| 3.4 环保水基动压轴承的承载特性 |
| 3.4.1 有限差分法原理 |
| 3.4.2 模型验证与结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 环保水基动压轴承承载特性影响因素研究 |
| 4.1 主轴偏斜对动压轴承承载力的影响 |
| 4.2 加工误差对动压轴承承载力的影响 |
| 4.2.1 圆度误差和圆柱度误差对轴承承载性能的影响 |
| 4.2.2 粗糙度误差对动压轴承承载性能的影响 |
| 4.3 表面织构对动压轴承承载力的影响 |
| 4.3.1 表面织构的类型及数学模型 |
| 4.3.2 表面织构的流体动压润滑 |
| 4.3.3 表面织构的布置方式及数学方程 |
| 4.3.4 表面织构双重网格算法 |
| 4.3.5 表面织构不同布置方式的承载特性 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 环保水基动压轴承的动态特性研究 |
| 5.1 主动供液环保水基动压轴承建模 |
| 5.2 动压轴承边界条件和运行参数 |
| 5.2.1 边界条件 |
| 5.2.2 轴承结构及运行参数 |
| 5.3 环保水基动压轴承动态特性系数 |
| 5.4 环保水基动压轴承的稳定性 |
| 5.4.1 基于Routh-Hurwitz的稳定性判据 |
| 5.4.2 动压轴承的稳定性计算与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 环保水基动压电主轴回转精度的仿真与实验研究 |
| 6.1 环保水基动压电主轴轴心轨迹的仿真研究 |
| 6.1.1 动压电主轴轴心运动学模型 |
| 6.1.2 动压电主轴轴心轨迹和稳定区域 |
| 6.2 实验研究所需设备与仪器 |
| 6.2.1 环保水基动压电主轴 |
| 6.2.2 信号采集与分析系统 |
| 6.3 实验原理及方案 |
| 6.3.1 实验原理 |
| 6.3.2 实验方案 |
| 6.3.3 误差分析 |
| 6.4 仿真与实验结果的分析与讨论 |
| 6.4.1 动压电主轴回转精度仿真预测 |
| 6.4.2 动压电主轴回转精度实验结果及分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 全文结论与展望 |
| 7.1 全文结论 |
| 7.2 本文主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表论文及参与科研情况 |
（2）基于轨迹法的气体箔片轴承-转子系统动力学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 气体轴承发展概述 |
| 1.3 气体箔片轴承—转子系统动力学研究现状 |
| 1.3.1 气体箔片轴承—转子系统国外研究现状 |
| 1.3.2 气体箔片轴承—转子系统国内研究现状 |
| 1.4 本文研究内容、思路及章节安排 |
| 2 基于差分法的气体润滑数值计算 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 气体润滑基本方程 |
| 2.2.1 气体润滑雷诺方程 |
| 2.2.2 气膜厚度方程 |
| 2.3 静态雷诺方程的有限差分求解 |
| 2.3.1 差分方程的构造 |
| 2.3.2 边界条件及差分方程求解 |
| 2.4 基于质量流量守恒的静态气体压力控制方程及求解 |
| 2.4.1 静态气体压力控制方程 |
| 2.4.2 方程的离散求解 |
| 2.5 基于交替隐式迭代法的非定常雷诺方程求解 |
| 2.5.1 交替隐式迭代法求解原理 |
| 2.5.2 交替隐式迭代格式的构造与求解 |
| 2.6 算例及分析 |
| 2.6.1 程序验证及求解效率分析 |
| 2.6.2 三瓦双向GFB静态气膜压力分布 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 气体箔片轴承静态特性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 轴承模型及基本假定 |
| 3.3 GFB 的弹流耦合求解 |
| 3.3.1 基于Mindalin板的顶层箔片力学模型 |
| 3.3.2 拱箔刚度计算 |
| 3.3.3 弹流耦合求解流程 |
| 3.3.4 算例及分析 |
| 3.4 静态工作点求解 |
| 3.4.1 求解策略与流程 |
| 3.4.2 刚性、柔性表面轴承静态工作点对比 |
| 3.5 顶箔预变形对三瓦双向GFB的静态性能影响 |
| 3.6 瓦位角对三瓦双向GFB的静态性能影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 气体箔片轴承—转子系统动力学分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于时域轨迹法的GFB—转子系统动力学建模及求解 |
| 4.2.1 转子动力学方程 |
| 4.2.2 轴颈时域推进的Verlet算法 |
| 4.2.3 轨迹法求解流程及程序验证 |
| 4.3 基于轨迹法的整周式气体轴承转子系统动力学特性分析 |
| 4.3.1 整周式刚性、柔性表面气体轴承稳定性比较 |
| 4.3.2 整周式刚性表面气体轴承亚同步涡动特性分析 |
| 4.3.3 整周式柔性表面气体轴承亚同步涡动效应分析 |
| 4.4 三瓦双向GFB—转子系统动力学特性分析 |
| 4.4.1 刚性、柔性表面三瓦双向气体轴承动力学特性对比 |
| 4.4.2 转速对三瓦双向GFB—转子系统动力学的影响 |
| 4.4.3 不平衡量对三瓦双向GFB—转子系统动力学的影响 |
| 4.4.4 瓦位角对三瓦双向GFB—转子系统动力学的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 非周期载荷激励下三瓦双向GFB—转子系统动力学特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 单向阶跃载荷激励下系统动力学特性分析 |
| 5.2.1 单向阶跃载荷函数 |
| 5.2.2 阶跃载荷激励下系统动力学特性分析 |
| 5.3 单向矩形脉冲载荷激励下系统动力学特性分析 |
| 5.3.1 单向矩形脉冲载荷函数 |
| 5.3.2 矩形脉冲载荷激励下系统动力学特性分析 |
| 5.4 单向正弦交变载荷激励下系统动力学特性分析 |
| 5.4.1 单向正弦交变载荷函数 |
| 5.4.2 正弦交变载荷激励下系统动力学特性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 1. 在研期间发表的学术成果 |
| 2. 在研期间参与的科研项目 |
（3）空气静压轴承-转子系统动态耦合特性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究目的及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 气体静压轴承研究概况 |
| 1.3.2 轴承-转子非线性系统研究概况 |
| 1.3.3 流固耦合技术发展概况 |
| 1.4 轴承节流器分类及特点 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 2 轴承-转子系统耦合理论分析 |
| 2.1 流固耦合分析方法 |
| 2.2 流体控制方程的初始及边界条件 |
| 2.2.1 流体的连续性方程 |
| 2.2.2 流体的动量方程 |
| 2.2.3 流体的能量方程 |
| 2.3 固体控制方程 |
| 2.4 流固耦合控制方程 |
| 2.5 动态网格技术 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 狭缝轴承静态特性仿真分析 |
| 3.1 狭缝轴承稳态特性分析 |
| 3.1.1 狭缝轴承初始参数确定 |
| 3.1.2 网格划分以及边界条件设置 |
| 3.1.3 非连续狭缝安装位置确定与网格无关性分析 |
| 3.2 不同节流形式狭缝节流径向轴承静态特性分析 |
| 3.2.1 相同节流面积下狭缝轴承静态特性分析 |
| 3.2.2 相同狭缝宽度下径向轴承静态特性分析 |
| 3.2.3 相同节流面积、狭缝宽度下的流场分析 |
| 3.3 轴承参数对轴承的静态性能影响 |
| 3.3.1 狭缝宽度对轴承静态特性影响 |
| 3.3.2 长径比对轴承静态特性影响 |
| 3.3.3 狭缝距离对轴承静态特性影响 |
| 3.3.4 狭缝长度对轴承静态特性影响 |
| 3.3.5 偏心率对轴承静态特性影响 |
| 3.3.6 气膜间隙对轴承静态特性影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 狭缝节流轴承-转子系统动态耦合分析 |
| 4.1 系统耦合动态模型建立 |
| 4.1.1 网格划分及定义边界条件 |
| 4.1.2 耦合计算数据传递 |
| 4.2 系统转子动力学分析 |
| 4.3 系统流固耦合稳态环境准备 |
| 4.3.1 狭缝节流轴承-转子系统耦合分析 |
| 4.3.2 狭缝节流轴承-转子系统时域分析 |
| 4.4 系统参数对系统瞬态参数影响 |
| 4.4.1 系统供气压力对系统瞬态参数的影响 |
| 4.4.2 狭缝距离对系统瞬态参数的影响 |
| 4.4.3 狭缝深度对系统瞬态参数的影响 |
| 4.4.4 狭缝宽度对系统瞬态参数的影响 |
| 4.4.5 系统载荷对系统瞬态参数的影响 |
| 4.4.6 系统转速对系统瞬态参数的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 轴承-转子系统耦合分析验证 |
| 5.1 高速转子的轴心轨迹分析 |
| 5.1.1 误差数据采集与测量 |
| 5.1.2 主轴的回转精度测量 |
| 5.1.3 耦合分析结果与实验结果对比 |
| 5.2 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录:攻读硕士学位期间获得的成果 |
| 致谢 |
（4）记忆合金型气体动压轴承性能及其支承转子非线性动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 气体箔片轴承的发展历程 |
| 1.2.2 气体箔片轴承的国外研究现状 |
| 1.2.3 气体箔片轴承的国内研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 SMA轴承的结构力学特性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 记忆合金(SMA)材料的特性 |
| 2.2.1 SMA材料本构模型 |
| 2.2.2 SMA弹簧特性实验 |
| 2.3 SMA轴承的结构及工作原理 |
| 2.4 SMA轴承的结构模型 |
| 2.5 SMA轴承的静态实验和模型验证 |
| 2.6 小结 |
| 第3章 SMA轴承的理论模型和静态特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 SMA轴承的理论建模 |
| 3.3 气膜润滑理论的求解方法 |
| 3.4 记忆合金型气体轴承静态特性的求解流程 |
| 3.5 SMA轴承的静态特性分析 |
| 3.6 小结 |
| 第4章 SMA轴承的动态力学特性的实验和理论研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 SMA轴承支承结构特性的实验测量 |
| 4.2.1 测试实验台和测试理论 |
| 4.2.2 实验结果 |
| 4.3 SMA轴承的动态性能理论模型 |
| 4.4 SMA轴承的动态系数计算分析 |
| 4.5 支承结构对SMA轴承动态特性的影响 |
| 4.6 SMA轴承的非线性理论和结果分析 |
| 4.6.1 SMA轴承的非线性理论模型 |
| 4.6.2 SMA轴承非线性特性计算结果和讨论 |
| 4.7 小结 |
| 第5章 SMA轴承的热弹流润滑理论和实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 SMA轴承的热弹流计算模型 |
| 5.2.1 润滑气膜的非等温雷诺方程和能量方程 |
| 5.2.2 润滑气膜的温度边界条件 |
| 5.3 SMA轴承和温度测量实验台 |
| 5.3.1 温度测试的轴承结构 |
| 5.3.2 温度测试实验台 |
| 5.4 SMA轴承温度分布实验结果和理论分析 |
| 5.4.1 转速对SMA轴承温度分布的影响 |
| 5.4.2 供气流量对SMA轴承温度分布的影响 |
| 5.4.3 名义间隙对SMA轴承温度分布的影响 |
| 5.4.4 施加加热量对SMA轴承温度分布的影响 |
| 5.4.5 冷却流量和加热量对SMA轴承各结构散热的影响 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 SMA轴承支承转子非线性动力学行为研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 轴承-转子非线性动力学模型 |
| 6.3 SMA轴承-转子非线性动力学实验台和结果分析 |
| 6.3.1 SMA轴承-转子非线性动力学测试实验台 |
| 6.3.2 SMA轴承-转子非线性动力学结果和分析 |
| 6.4 转子非线性动力学计算结果分析 |
| 6.4.1 转子非线性动力学计算结果和实验结果对比 |
| 6.4.2 SMA弹簧丝径对转子非线性动力学响应的影响 |
| 6.4.3 转子不平衡距离对转子非线性动力学响应的影响 |
| 6.4.4 静载荷对转子非线性动力学响应的影响 |
| 6.4.5 支撑结构排列方式对转子非线性动力学响应的影响 |
| 6.5 小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间发表的论文和获得的专利 |
| 附录 B SMA轴承起飞转速和温度测量 |
| 附录 C 热力学模型中对流散热系数经验公式 |
| 附录 D 波箔轴承Link-Spring模型 |
（5）基于SPH方法的活塞组-缸套间润滑油输运问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 活塞组-缸套间润滑问题概述 |
| 1.2.1 活塞裙部-缸套间的润滑 |
| 1.2.2 活塞环-缸套间的润滑 |
| 1.2.3 活塞环岸 |
| 1.2.4 润滑油膜中的自由表面行为 |
| 1.2.5 基于雷诺方程的经典润滑理论介绍 |
| 1.3 活塞组-缸套间润滑问题的研究进展 |
| 1.3.1 实验研究 |
| 1.3.2 数值模拟研究 |
| 1.3.3 SPH方法在润滑问题中的应用 |
| 1.4 本文的主要研究工作 |
| 第二章 润滑油输运问题的SPH理论及数值处理方法 |
| 2.1 SPH方法的基本原理 |
| 2.1.1 核近似 |
| 2.1.2 粒子近似 |
| 2.2 光滑函数 |
| 2.2.1 光滑函数的性质 |
| 2.2.2 经典核函数 |
| 2.3 流体力学控制方程 |
| 2.3.1 连续介质力学控制方程 |
| 2.3.2 控制方程的离散 |
| 2.3.3 压力求解方法 |
| 2.3.4 人工粘性 |
| 2.4 提高数值精度的方案 |
| 2.4.1 周期性密度修正 |
| 2.4.2 核梯度修正 |
| 2.5 边界处理 |
| 2.6 时间积分 |
| 2.6.1 蛙跳格式 |
| 2.6.2 预估校正格式 |
| 2.6.3 CFL条件 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 基于SPH方法的活塞裙部-缸套全油膜润滑下的润滑油输运研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型的建立 |
| 3.3 SPH方法的改进 |
| 3.4 结果及分析 |
| 3.4.1 SPH方法的验证 |
| 3.4.2 粘性的影响 |
| 3.4.3 转速的影响 |
| 3.4.4 速度幅值的影响 |
| 3.4.5 综合分析 |
| 3.4.6 典型的速度分布 |
| 3.4.7 间隙高度的影响 |
| 3.5 讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 粒子间作用力表面张力模型建立及其应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 粒子间作用力表面张力模型 |
| 4.3 计算结果及分析 |
| 4.3.1 光滑长度的影响 |
| 4.3.2 径向物理性质的影响 |
| 4.3.3 总动能的影响 |
| 4.3.4 粒子间作用力模型引起的应力不稳定性 |
| 4.3.5 浸润现象模拟 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于SPH方法的活塞环岸润滑油输运数值研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 活塞环岸润滑油膜的特征 |
| 5.3 计算结果与分析 |
| 5.3.1 平板上预先不存在润滑油 |
| 5.3.2 平板上预先有润滑油 |
| 5.3.3 活塞环岸上的润滑油输运 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 基于SPH方法的活塞环润滑的数值研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 计算模型 |
| 6.3 计算结果及分析 |
| 6.3.1 润滑油压力及速度变化 |
| 6.3.2 活塞环前缘润滑油的积聚 |
| 6.3.3 涡的运动 |
| 6.3.4 监测点的压力演化过程 |
| 6.3.5 活塞环周围的压力分布 |
| 6.3.6 缸套附近的压力分布 |
| 6.3.7 自由液面的变化 |
| 6.3.8 讨论 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 SPH方法的改进 |
| 7.2 SPH方法的应用 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（6）透平式能量回收一体机转子动力学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 透平式能量回收装置的研究现状 |
| 1.2.2 水润滑轴承研究现状 |
| 1.2.3 转子动力学研究现状 |
| 1.3 本文技术路线及主要研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 透平式能量回收一体机数值模拟计算 |
| 2.1 数值模拟方法 |
| 2.1.1 CFD简介 |
| 2.1.2 模型参数 |
| 2.1.3 三维建模 |
| 2.1.4 网格划分 |
| 2.1.5 湍流模型选择 |
| 2.1.6 计算设置 |
| 2.2 定常计算结果分析 |
| 2.2.1 外特性分析 |
| 2.2.2 一体机运行方案设计 |
| 2.2.3 流场压力分布 |
| 2.2.4 流场速度分布 |
| 2.3 非定常计算与结果分析 |
| 2.3.1 叶轮径向力计算 |
| 2.3.2 叶轮轴向力计算 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 水润滑圆柱轴承动静特性分析 |
| 3.1 水润滑圆柱轴承工作原理概述 |
| 3.2 水润滑圆柱轴承静态特性分析 |
| 3.2.1 雷诺方程的无量纲化 |
| 3.2.2 液膜承载力计算 |
| 3.3 水润滑圆柱轴承动特性分析 |
| 3.4 基于MATLAB的动静特性计算及结果分析 |
| 3.4.1 轴承动静特性的求解程序 |
| 3.4.2 轴承载荷计算 |
| 3.4.3 半径间隙对轴承动静特性的影响 |
| 3.4.4 长径比对轴承动静特性的影响 |
| 3.4.5 转速对轴承动静特性的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 能量回收一体机转子临界转速分析 |
| 4.1 临界转速的计算理论 |
| 4.2 一体机轴承—转子系统建模 |
| 4.2.1 轴承—转子系统物理模型 |
| 4.2.2 一体机转子系统有限元模型 |
| 4.3 一体机转子系统的模态分析 |
| 4.3.1 软件前处理设置 |
| 4.3.2 固有频率分析 |
| 4.3.3 临界转速分析 |
| 4.4 不同参数对转子临界转速的影响 |
| 4.4.1 长径比对临界转速的影响 |
| 4.4.2 半径间隙对临界转速的影响 |
| 4.4.3 转子材质对临界转速的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 能量回收一体机转子瞬态响应分析 |
| 5.1 转子瞬态响应分析概述 |
| 5.2 考虑不平衡质量的瞬态响应分析 |
| 5.2.1 转子许用不平衡量计算 |
| 5.2.2 瞬态响应前处理设置 |
| 5.2.3 瞬态响应结果分析 |
| 5.3 不同参数对瞬态响应的影响 |
| 5.3.1 不平衡质量大小对瞬态响应的影响 |
| 5.3.2 不平衡质量相位对瞬态响应的影响 |
| 5.3.3 启动时间对瞬态响应的影响 |
| 5.3.4 轴承刚度对瞬态响应的影响 |
| 5.3.5 轴承阻尼对瞬态响应的影响 |
| 5.4 考虑流体激励力的瞬态响应分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间参与的科研项目及取得的成果 |
| 论文发表与专利申请 |
| 参与科研项目 |
| 已获奖项及成果 |
（7）光热发电用高温熔盐泵内部流动与运行稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景、目的与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 熔盐泵研究现状 |
| 1.2.2 离心泵内非定常流动激励特性 |
| 1.2.3 泵转子动力学特性 |
| 1.2.4 轴承冷却热流耦合研究 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 第二章 高温熔盐泵设计 |
| 2.1 设计的基本要求 |
| 2.2 水力设计 |
| 2.2.1 叶轮的水力设计 |
| 2.2.2 导叶的水力设计 |
| 2.3 结构设计 |
| 2.3.1 转子及其支撑系统设计 |
| 2.3.2 上轴承冷却系统设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 泵内非定常流动的数值计算与分析 |
| 3.1 数值计算理论基础 |
| 3.1.1 控制方程 |
| 3.1.2 湍流模型 |
| 3.1.3 离散方法与格式 |
| 3.2 数值计算方法 |
| 3.2.1 计算域模型与网格划分 |
| 3.2.2 计算方法与边界条件 |
| 3.2.3 外特性分析 |
| 3.3 非定常流动激励特性 |
| 3.3.1 压力脉动 |
| 3.3.2 径向力脉动 |
| 3.4 内流与压力脉动关联分析 |
| 3.4.1 二维非定常涡结构演化 |
| 3.4.2 三维非定常涡结构演化 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 泵转子动力学特性分析 |
| 4.1 转子动力学理论基础 |
| 4.1.1 临界转速 |
| 4.1.2 转子动力学基本方程 |
| 4.1.3 动力学问题的有限元法 |
| 4.2 泵转子临界转速计算 |
| 4.2.1 计算模型与边界条件 |
| 4.2.2 临界转速计算 |
| 4.3 泵转子瞬态响应 |
| 4.3.1 启动过程瞬态响应 |
| 4.3.2 叶轮径向力瞬态响应 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 上轴承冷却系统热流固耦合计算与分析 |
| 5.1 热流固耦合理论与方法 |
| 5.1.1 控制方程 |
| 5.1.2 耦合方法 |
| 5.2 上轴承冷却系统计算模型与边界条件 |
| 5.2.1 计算域模型与网格划分 |
| 5.2.2 边界条件 |
| 5.3 流体域温度场与流场分析 |
| 5.3.1 温度分布 |
| 5.3.2 流场结构分析 |
| 5.4 固体域温度分布与热应力分析 |
| 5.4.1 固定部件温度分布 |
| 5.4.2 热变形与强度校核 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及其他科研成果 |
| 学术论文 |
| 参加的科研项目 |
| 致谢 |
（8）带挤压油膜阻尼器的转子系统动力学建模与非线性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题背景和意义 |
| 1.2 国内外在该方向的研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.2.3 国内外文献综述的简析 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 航空发动机转子系统动力学建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 控制方程 |
| 2.2.1 盘元素控制方程 |
| 2.2.2 普通轴元素控制方程 |
| 2.2.3 轴承元素控制方程 |
| 2.2.4 转子—支承系统控制方程 |
| 2.2.5 程序可行性验证 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 挤压油膜阻尼器建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 考虑惯性的油膜压力控制方程 |
| 3.2.1 无油膜惯性项的雷诺方程 |
| 3.2.2 带油膜惯性项的雷诺方程 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 挤压油膜阻尼器特性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数值计算方法 |
| 4.2.1 求解零阶压力分布 |
| 4.2.2 求解一阶压力分布 |
| 4.3 特性分析 |
| 4.3.1 挤压油膜阻尼器油膜参数 |
| 4.3.2 油膜压力周向分布 |
| 4.3.3 油膜力 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 带挤压油膜阻尼器的转子系统建模与分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 带挤压油膜阻尼器的JEFFCOTT转子有限元模型 |
| 5.3 带挤压油膜阻尼器的JEFFCOTT转子动力学特性 |
| 5.3.1 临界特性 |
| 5.3.2 不平衡响应 |
| 5.3.3 影响因素分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A 有限元法系数矩阵 |
| 附录B 有限差分法离散化差商表 |
| 致谢 |
（9）磨损轴承的非线性动力学行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 滑动轴承研究现状 |
| 1.2.2 箔片轴承研究现状 |
| 1.2.3 磨损研究现状 |
| 1.3 本文的选题来源及研究内容 |
| 第二章 磨损滑动轴承非线性动力学行为分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 问题描述与流体动力分析建模 |
| 2.2.1 轴承物理模型 |
| 2.2.2 膜厚方程 |
| 2.3 雷诺方程求解及油膜合力 |
| 2.3.1 雷诺方程求解 |
| 2.3.2 油膜合力求解 |
| 2.4 非线性轴心轨迹求解 |
| 2.4.1 运动方程 |
| 2.4.2 欧拉法求解轴心轨迹 |
| 2.5 数值算例与分析 |
| 2.5.1 磨损深度对膜厚压力的影响 |
| 2.5.2 磨损深度对轴心位置的影响 |
| 2.5.3 阶跃荷载下磨损深度对轴心平衡位置的影响 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 磨损油润滑箔片轴承非线性动力学行为分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 磨损油润滑箔片轴承动力分析建模 |
| 3.2.1 箔片轴承物理模型 |
| 3.2.2 考虑箔片变形的膜厚方程 |
| 3.2.3 运动方程建立 |
| 3.3 磨损油润滑箔片轴承动态特性分析 |
| 3.3.1 小扰动法处理雷诺方程 |
| 3.3.2 磨损深度对油润滑箔片轴承膜厚压力的影响 |
| 3.3.3 磨损深度对油润滑箔片轴承轴心轨迹的影响 |
| 3.3.4 磨损油润滑箔片轴承刚度、阻尼系数 |
| 3.4 磨损油润滑箔片轴承非线性运动分析 |
| 3.4.1 以磨损深度为分岔参数 |
| 3.4.2 无磨损时以不平衡度为分岔参数 |
| 3.4.3 发生磨损时以不平衡度为分岔参数 |
| 3.4.4 无磨损时以转速为分岔参数 |
| 3.4.5 发生磨损时以转速为分岔参数 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 磨损空气润滑箔片轴承非线性动力学行为分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 箔片轴承物理模型及可压缩流体润滑雷诺方程 |
| 4.2.1 ADI法求解雷诺方程 |
| 4.2.2 Newmark-β法求解轴心轨迹 |
| 4.3 动态特性数值分析 |
| 4.3.1 小扰动法处理可压缩雷诺方程 |
| 4.3.2 磨损对动态刚度系数的影响 |
| 4.3.3 磨损对动态阻尼系数的影响 |
| 4.4 磨损气箔轴承非线性运动分析 |
| 4.4.1 以磨损深度为分岔参数 |
| 4.4.2 以不平衡度为分岔参数 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（10）运动条件对自然循环系统驱动力特性的影响机制研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 自然循环系统的构成 |
| 1.3 影响自然循环系统特性的主要因素 |
| 1.3.1 系统阻力特性 |
| 1.3.2 两相相态特性 |
| 1.3.3 典型运动条件 |
| 1.4 典型运动条件对单相流动传热特性的影响 |
| 1.4.1 混合对流的流动传热特性 |
| 1.4.2 脉动流的流动传热特性 |
| 1.5 典型运动条件对两相流动传热特性的影响 |
| 1.6 问题的提出 |
| 1.7 本文的研究目的和内容 |
| 2 典型运动条件热工水力分析程序耦合研究 |
| 2.1 典型运动条件的引入 |
| 2.1.1 典型运动条件的数学模型 |
| 2.1.2 典型运动条件在Fluent及 RELAP5 程序中的实现 |
| 2.2 不同尺度程序耦合研究 |
| 2.2.1 耦合方法的分类 |
| 2.2.2 RELAP5/Fluent耦合方法 |
| 2.3 耦合程序模型建立及验证 |
| 2.3.1 数学物理模型 |
| 2.3.2 模型及网格无关性验证 |
| 2.3.3 耦合程序验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 典型运动条件下矩形通道内单相自然循环特性 |
| 3.1 壁面加热对自然循环系统驱动力的影响 |
| 3.1.1 倾斜条件下混合对流的形成与空间演化 |
| 3.1.2 升潜条件下自然循环流动传热特性 |
| 3.1.3 摇摆条件下自然循环流动传热特性 |
| 3.2 倾斜对单相自然循环特性的影响 |
| 3.3 升潜条件下的单相自然循环特性 |
| 3.3.1 升潜条件下驱动力-流量-阻力动态关系 |
| 3.3.2 升潜对自然循环瞬时及时均特性的影响 |
| 3.4 摇摆条件下的单相自然循环特性 |
| 3.4.1 摇摆条件下驱动力-流量-阻力的动态关系 |
| 3.4.2 摇摆对自然循环瞬时及时均特性的影响 |
| 3.5 运动条件对单相自然循环特性影响的理论分析 |
| 3.5.1 运动条件下单相自然循环模型 |
| 3.5.2 升潜条件的影响 |
| 3.5.3 摇摆条件的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 典型运动条件下窄矩形通道内两相相态特性 |
| 4.1 实验系统 |
| 4.2 实验测量仪器及方法 |
| 4.2.1 平板空泡仪 |
| 4.2.2 其他参数测量及范围 |
| 4.2.3 不确定度分析 |
| 4.3 典型运动条件对窄矩形通道内流型的影响 |
| 4.3.1 泡状流-弹状流转变 |
| 4.3.2 弹状流-搅混流转变 |
| 4.3.3 搅混流-环状流转变 |
| 4.3.4 运动条件下窄矩形通道的流型图 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 典型运动条件对两相自然循环系统传热和流动的影响 |
| 5.1 两相流动沸腾及其模型 |
| 5.1.1 两相流动沸腾的一般过程 |
| 5.1.2 两相流动沸腾模型 |
| 5.2 两相流动沸腾模型及耦合程序验证 |
| 5.2.1 两相流动沸腾模型验证 |
| 5.2.2 运动条件下汽泡脱离直径模型修正 |
| 5.2.3 运动条件下两相耦合程序验证 |
| 5.3 典型运动条件对自然循环矩形通道的两相流动及传热的影响 |
| 5.3.1 倾斜对通道内流动及传热的偏斜效应 |
| 5.3.2 摇摆的双峰影响 |
| 5.3.3 流动传热特性对升潜运动的响应 |
| 5.4 典型运动条件下两相自然循环特性 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与创新点及展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 下一步工作及展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A 作者在博士期间发表的论文目录 |
| B 作者在攻读学位期间主要参与科研项目 |
| C 学位论文数据集 |
| 致谢 |
四、雷诺润滑系统中的瞬态响应和稳定性分析（论文参考文献）
- [1]数控机床电主轴环保水基动压轴承关键技术研究[D]. 高勇伟. 西安理工大学, 2021
- [2]基于轨迹法的气体箔片轴承-转子系统动力学特性研究[D]. 邓志凯. 西安科技大学, 2021(02)
- [3]空气静压轴承-转子系统动态耦合特性分析[D]. 岳金珂. 中原工学院, 2021(09)
- [4]记忆合金型气体动压轴承性能及其支承转子非线性动力学研究[D]. 曹远龙. 湖南大学, 2020(02)
- [5]基于SPH方法的活塞组-缸套间润滑油输运问题研究[D]. 李海桥. 中北大学, 2020(10)
- [6]透平式能量回收一体机转子动力学特性研究[D]. 潘慧山. 江苏大学, 2020(02)
- [7]光热发电用高温熔盐泵内部流动与运行稳定性研究[D]. 李超. 江苏大学, 2020(02)
- [8]带挤压油膜阻尼器的转子系统动力学建模与非线性研究[D]. 刘一鸣. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [9]磨损轴承的非线性动力学行为研究[D]. 刘富宁. 石家庄铁道大学, 2020(04)
- [10]运动条件对自然循环系统驱动力特性的影响机制研究[D]. 魏列. 重庆大学, 2020(02)