基于FLUENT軟件的多孔質靜壓軸承的仿真與實驗研究.pdf

1、氣體靜壓軸承回轉精度高、運轉平穩(wěn)、摩擦小、使用壽命長，可以在極高和極低的溫度、超低到超高的速度下，以及輻射環(huán)境中工作，因此在航空、航天領域以及精密測量和慣性測試設備上得到廣泛應用。多孔質氣體靜壓軸承能明顯提高軸承的承載能力，具有更優(yōu)越的阻尼特性和穩(wěn)定性，故得到廣泛的關注。多孔質靜壓軸承又分為全多孔質靜壓軸承和局部多孔質靜壓軸承。本文在理論分析、仿真計算和科學實驗的基礎上對這兩種軸承的靜態(tài)性能進行了研究。
　　本文首先提出了局部多孔

2、質和全多孔質靜壓徑向軸承理論計算模型，根據氣體在多孔質材料中的流動特性給出了軸承的性能表達式，并進行求解。
　　然后用計算流體力學中的FLUENT軟件進行迭代計算，成功地將其引入到多孔質靜壓軸承研究領域。目前針對徑向軸承和止推軸承靜特性的研究，多采用簡化的解析方法或數值解法，數值解法主要是有限元法和有限差分法，計算效率較低。而FLUENT軟件采用的是近年發(fā)展非常迅速的有限體積法，計算效率和精度都很高。該軟件對邊界條件、計算模型、控

3、制參數及網格質量方面都有嚴格要求，且在多孔介質領域進行的研究還較少。本文首次應用它對軸承的壓力場和靜態(tài)特性進行了仿真分析，得出了氣體流經小孔、多孔柱塞和全多孔質的壓力變化曲線以及軸上壓力沿軸向和圓周方向上的變化趨勢，并給出了軸承的承載能力和靜態(tài)剛度曲線。對于全多孔質軸承，還分析計算了供氣壓力、滲透率、氣膜厚度、偏心率以及軸承的結構參數對軸承靜態(tài)性能的影響，給出了一些規(guī)律性的結論。
　　最后，通過實驗驗證了仿真計算結果的正確性和可靠