動(dòng)壓氣體軸承靜、動(dòng)態(tài)特性的研究.pdf

1、氣體軸承的靜、動(dòng)態(tài)特性以及氣體軸承作為支承部件的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的研究,對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的設(shè)計(jì)具有重要的理論意義。本文對(duì)動(dòng)壓氣體軸承靜、動(dòng)態(tài)特性及動(dòng)壓氣體軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)行為進(jìn)行了研究。本文的主要研究?jī)?nèi)容為：(1)從可壓縮流體Reynolds方程的一般形式和氣體狀態(tài)方程出發(fā),得到了等溫條件下動(dòng)壓氣體潤(rùn)滑Reynolds方程的基本形式。運(yùn)用有限差分法,計(jì)算了圓柱型及軸向槽動(dòng)壓氣體軸承的壓力分布、承載力和偏位角等靜態(tài)特性。分析了軸承數(shù)、偏

2、心率和寬徑比等軸承參數(shù)對(duì)動(dòng)壓氣體軸承靜態(tài)特性的影響。運(yùn)用壓力攝動(dòng)法和線性化PH法求解了圓柱型動(dòng)壓氣體軸承的壓力分布,并與有限差分法計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行了比較。(2)建立了與時(shí)間相關(guān)的非線性動(dòng)壓氣體軸承的壓力分布模型。通過(guò)數(shù)學(xué)變換,運(yùn)用有限差分法得到了動(dòng)壓氣體潤(rùn)滑動(dòng)態(tài)Reynolds方程的有限差分形式,結(jié)合逐次超松弛迭代法求解了圓柱型及軸向槽動(dòng)壓氣體軸承的非線性氣膜力。(3)建立了動(dòng)壓氣體軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型。利用有限差分法和逐次超松弛迭

3、代法,運(yùn)用軌跡圖、Poincare映射圖、時(shí)間歷程圖、頻譜圖和分岔圖等,研究了有限寬軸承支承的Jeffcott轉(zhuǎn)子模型的不平衡響應(yīng)及分岔規(guī)律。數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明,非線性氣膜力對(duì)軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有重要的影響。(4)將動(dòng)態(tài)偏心率和動(dòng)態(tài)偏位角表示成含有周期性擾動(dòng)的復(fù)數(shù)形式,推導(dǎo)了在復(fù)平面內(nèi)動(dòng)態(tài)氣膜壓力和動(dòng)態(tài)氣膜厚度表達(dá)式。計(jì)算了動(dòng)壓氣體軸承的動(dòng)態(tài)剛度和動(dòng)態(tài)阻尼系數(shù),并對(duì)動(dòng)壓氣體軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。本文的研究成果可為可傾瓦動(dòng)