基于异频扰动和CFD技术的润滑油膜动力特性系数识别方法

作     者：古晓龙 

作者单位：大连海事大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王永亮;张宏涛

授予年度：2019年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：同幅异频激励 润滑油膜 动力特性系数 计算流体力学 

摘      要：基于动压润滑原理的滑动轴承、挤压油膜阻尼器等已被广泛应用到工程实践中。滑动轴承和挤压油膜阻尼器的动力特性直接影响到其支承轴系的振动特性和运行安全性。目前工程中通过求解流体润滑Reynolds方程的方式来分析简单结构油膜动力特性系数,但对于实际工程中结构和工况复杂的滑动轴承和挤压油膜阻尼器来说,这种计算方法会导致一定的误差,甚至不再具有适用性。CFD方法已发展较为成熟,这为油膜动力特性系数的识别和计算提供了新思路。基于此,本文研究基于CFD技术的油膜动力特性系数识别方法。论文的主要研究内容及成果如下:首先,研究轴颈在轴承中两个方向非同频扰动时,扰动位移和扰动力之间的复变函数式,发展考虑初始相位和惯性项的异频扰动方法,该方法结合CFD技术可识别出滑动轴承或挤压油膜阻尼器的动力特性系数。然后利用滑动轴承算例来验证所发展的识别方法结合CFD技术计算滑动轴承动力特性系数的可行性。将识别得到的结果与短轴承理论解进行对比,结果表明:油膜主刚度和交叉刚度最大误差分别为2.1%和18.6%,主阻尼和交叉阻尼最大误差分别为30.8%和 54.6%。最后利用挤压油膜阻尼器算例再次验证识别方法的可行性。对阻尼器进行数值仿真计算,通过CFD计算结果识别得到阻尼器的动力特性系数,将识别得到的结果与理论解进行对比,结果表明:x方向的主阻尼误差为5.6%,y方向的主阻尼误差为11.4%。本文经过在小偏心率情况下对滑动轴承、挤压油膜阻尼器进行动力学特性系数识别的结果验证了润滑油膜识别方法的可行性,但在大偏心率情况下该方法的适用性还有待验证。