文档介绍：南京航空航天大学
硕士学位论文
波箔型动压径向气体轴承的性能研究
姓名:徐润
申请学位级别:硕士
专业:机械设计及理论
指导教师:马希直
20100101
摘要布、压力分布、箔片变形量分布以及承载能力,并与实验作比较,说明本方法的可行性和精确南京航空航天大学硕士学位论文波箔型动压径向气体轴承是一种新型箔片式气体轴承。在国外,该轴承已成功用于各种旋转机械,例如涡轮增压器、透平机。相比传统的刚性表面气体轴承以及球轴承,波箔型动压径向气体轴承表现出许多优越性,包括:更高承载能力、更低的能量损失、更好的稳定性等等,在一些实验研究中这些特性已被证明。波箔型动压径向气体轴承的结构包含了平箔与波箔两个部分,光滑的平箔作为轴承的柔性表面,波箔为平箔提供弹性支承。在该轴承中,平箔与波箔、波箔与轴承外圈壳体存在摩擦,摩擦力的存在可以起到阻尼效应,耗散多余的能量,提高了轴承的稳定性。因为波箔型动压径向气体轴承结构中含有平箔和波箔两箔片元件,因此在理论建模方面要比普通的气体轴承复杂的多。在分析波箔型动压径向气体轴承静特性时,气膜压力必须与箔片变形相互耦合计算。为了简化结构模型,分析模型中一般采用弹簧或者梁单元,这些模型并没有考虑三维效应。本文首先运用有限单元法,对箔片建立弹性壳体单元模型。因为壳体单元耦合了薄膜应力状态和平板弯曲状态,更能真实地反映出波箔和平箔的变形。其次运用有限差分法及迭代法耦合求解方程和气膜厚度方程,分析了轴承气膜厚度分性。另外还分析了轴颈转速、波拱高度、箔片厚度等参数对轴承静特性的影响。最后在此基础上,采用小扰动法分析了轴承的动特性。实验方面,设计了平箔柔性滚弯机以及加工波箔所需的模具,对轴承的制作过程以及实验台的设计也作了详细的探讨。关键词:波箔,平箔,壳体单元,箔片厚度,雷诺方程,波箔型动压径向气体轴承
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图清单图沿轴向气膜厚度分布图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图静特性程序计算流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.波箔型动压径向气体轴承的性能研究图气体轴承的三种形式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。图箔片气体动压轴承的四种结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图波箔型动压径向气体轴承结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。图动压形成的原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图波箔型动压径向气体轴承结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一图滑动轴承分析模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。图径向轴承的几何尺寸⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图气体轴承各部分变量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图气体轴承的边界条件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图固定端平箔与波箔分离图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图自由端平箔与波箔分离图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一图芷讲氩ú掷胧疽馔肌图波箔型动压径向气体轴承模型平面展开图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图线性弹簧单元的简化模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图实际波箔变形图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图壳体单元网格加密⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图平面应力四节点矩形单元⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图平板弯曲四节点单元⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图平面壳元的总体坐标与局部坐标⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图波箔和平箔局部图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图波箔挠度计算结果云图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图讲佣燃扑憬峁仆肌图ú嵯蚨猿泼嫔细鞯隳佣热纸夥ǘ员韧肌图讲嵯蚨猿泼嫔细鞯隳佣热纸夥ǘ员韧肌图导数的差商表达法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图气膜轴向展开网格划分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图局部坐标下节点分布⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
图最小膜厚与载荷的关系笛槭萦胧导扑憬峁员韧⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯嵴与负向灰菩∪哦逼穆屎推唤堑奈恢霉叵怠图动特性计算程序流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯南京航空航天大学硕士学位论文图偏心率为时,平箔氩ú变形分布图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯