空氣靜壓支承電主軸動(dòng)態(tài)性能流固耦合分析與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文以高速高精密空氣靜壓電主軸為研究對(duì)象，采用磁流固耦合有限元分析方法，對(duì)電主軸的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了相關(guān)的仿真分析、實(shí)驗(yàn)研究，主要包括： 1、基于Navier-Stokes(納維-斯托克斯)運(yùn)動(dòng)方程對(duì)空氣靜壓軸承的動(dòng)壓效應(yīng)進(jìn)行分析，研究主軸在不同轉(zhuǎn)速、不同載荷作用下空氣靜壓軸承氣膜動(dòng)反力及氣膜動(dòng)剛度的非線性變化。其中氣膜動(dòng)反力是通過對(duì)氣膜壓強(qiáng)積分而得，這就減小了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)分析中對(duì)氣膜動(dòng)反力作彈簧單元處理所帶來的誤差。 2、為了

2、研究在電主軸回轉(zhuǎn)情況下磁轉(zhuǎn)矩的變化情況，本文采用電磁渦流場模型對(duì)電機(jī)的磁場分布和感應(yīng)電流密度的分布進(jìn)行有限元仿真分析。以此為基礎(chǔ)分別從電機(jī)的磁固耦合和機(jī)械特性這兩方面分析電機(jī)的磁轉(zhuǎn)矩，并利用數(shù)值分析軟件MATLAB對(duì)電機(jī)磁轉(zhuǎn)矩機(jī)械特性及啟動(dòng)特性進(jìn)行仿真分析。 3、在空氣靜壓軸承的流體動(dòng)力學(xué)分析以及電機(jī)磁轉(zhuǎn)矩的磁-固耦合分析基礎(chǔ)上，本文研究電主軸動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行磁-流-固耦合有限元分析法，建立相關(guān)的耦合動(dòng)力學(xué)方程，為后續(xù)的仿真分析提供