動壓氣體軸承靜、動態(tài)特性的研究.pdf

1、氣體軸承的靜、動態(tài)特性以及氣體軸承作為支承部件的轉子系統(tǒng)動力學特性的研究,對旋轉機械的設計具有重要的理論意義。本文對動壓氣體軸承靜、動態(tài)特性及動壓氣體軸承-轉子系統(tǒng)的動力學行為進行了研究。本文的主要研究內容為：(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壓氣體潤滑Reynolds方程的基本形式。運用有限差分法,計算了圓柱型及軸向槽動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)對動壓氣體軸承靜態(tài)特性的影響。運用壓力攝動法和線性化PH法求解了圓柱型動壓氣體軸承的壓力分布,并與有限差分法計算的結果進行了比較。(2)建立了與時間相關的非線性動壓氣體軸承的壓力分布模型。通過數(shù)學變換,運用有限差分法得到了動壓氣體潤滑動態(tài)Reynolds方程的有限差分形式,結合逐次超松弛迭代法求解了圓柱型及軸向槽動壓氣體軸承的非線性氣膜力。(3)建立了動壓氣體軸承-轉子系統(tǒng)的動力學模型。利用有限差分法和逐次超松弛迭

3、代法,運用軌跡圖、Poincare映射圖、時間歷程圖、頻譜圖和分岔圖等,研究了有限寬軸承支承的Jeffcott轉子模型的不平衡響應及分岔規(guī)律。數(shù)值計算結果表明,非線性氣膜力對軸承-轉子系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有重要的影響。(4)將動態(tài)偏心率和動態(tài)偏位角表示成含有周期性擾動的復數(shù)形式,推導了在復平面內動態(tài)氣膜壓力和動態(tài)氣膜厚度表達式。計算了動壓氣體軸承的動態(tài)剛度和動態(tài)阻尼系數(shù),并對動壓氣體軸承-轉子系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行了分析。本文的研究成果可為可傾瓦動