高剛度氣浮墊動態(tài)性能研究.pdf

1、題目：密級=題分類號衛(wèi)三窆!⑨萬鄉(xiāng)歹孝乒擎XI’ANTECHNoLOGICALUNIVERSITY碩士學(xué)位論文高剛度氣浮墊動態(tài)性能研究作者：任凱指導(dǎo)教師：張君安教授劉波教授申請學(xué)位學(xué)科：車輛工程2011年5月1日高剛度氣浮墊動態(tài)性能研究學(xué)科：車輛工程研究生簽字：彳王凱指導(dǎo)教師簽字聿孝摘要精密、超精密技術(shù)的發(fā)展日益進(jìn)步，對氣浮墊的剛度、精度及穩(wěn)定性都提出更高的要求。由于氣體的可壓縮性，對提高氣浮墊性能的研究帶來很大的困難，因此，研究氣浮墊

2、的剛度及穩(wěn)定性是氣浮墊研究領(lǐng)域的難點(diǎn)問題。本課題組在前期通過用彈性薄板來實(shí)現(xiàn)可變均壓槽、可變節(jié)流器復(fù)合作用的方法對新型氣浮墊進(jìn)行研究，并發(fā)現(xiàn)用彈性薄板來實(shí)現(xiàn)可變均壓槽的結(jié)構(gòu)的氣浮墊，其在靜態(tài)性能(即剛度和承載力)上明顯要強(qiáng)過剛性均壓槽氣浮墊。本文所研究氣浮墊是以工程應(yīng)用為最終目的來研究的，在此基礎(chǔ)上本論文選擇以彈性均壓槽氣浮墊作為研究內(nèi)容，提出對彈性均壓槽氣浮墊動態(tài)性能進(jìn)行研究，并比較彈性均壓槽氣浮墊和剛性均壓槽氣浮墊的動態(tài)性能，為氣浮

3、墊的動力學(xué)研究和穩(wěn)定性研究提供有力的數(shù)據(jù)依據(jù)。由于氣浮墊通常工作在低速狀態(tài)下，此時氣浮墊的動態(tài)剛度和靜態(tài)剛度大小基本相等，所以本文只需研究其阻尼系數(shù)變化即可。本文首先介紹了氣浮墊的工作原理，并利用ANSYS仿真軟件對氣浮墊彈性變形情況和氣腔槽寬變化情況進(jìn)行了一定研究與探索，得到氣腔槽寬規(guī)律性結(jié)論，為氣浮墊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考數(shù)據(jù)。其次，推導(dǎo)并化簡了適宜于上述氣浮墊的動態(tài)雷諾方程，隨后使用FLUENT軟件對穩(wěn)態(tài)方程進(jìn)行求解，并將解得的壓力分

4、布數(shù)據(jù)和前人用MATLAB求得的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比確認(rèn)，以此來保證求解數(shù)據(jù)的真實(shí)性和正確性，隨后又對瞬態(tài)方程求解進(jìn)行初步的探索與研究。最后，在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)臺上對新型氣浮墊的阻尼系數(shù)進(jìn)行測試，測量了氣膜厚度及其對應(yīng)的載荷，并對實(shí)驗(yàn)臺的工作原理、使用方法和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理進(jìn)行了深入研究，并將彈性均壓槽氣浮墊和剛性均壓槽氣浮墊的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比分析，從實(shí)驗(yàn)上證明了彈性均壓槽氣浮墊動態(tài)阻尼系數(shù)高于剛性均壓槽氣浮墊，得出彈性均壓槽氣浮墊穩(wěn)定性高的結(jié)論。關(guān)