基于动网格模型的液体动静压轴承刚度阻尼计算方法研究.pdfVIP

基于动网格模型的液体动静压轴承刚度阻尼 计算方法研究* 熊万里1 1 1 2 3 侯志泉 吕浪 阳雪兵 袁巨龙 (1. 湖南大学国家高效磨削工程技术研究中心 长沙 410082 ； 2. 湘潭电机股份有限公司 湘潭 411102 ； 3. 浙江工业大学机械制造及自动化教育部重点实验室 杭州 310014) 摘要：针对雷诺方程不能反映出高速油流周向惯性效应、轴颈环周向动态挤压效应和静压扩散效应之间的非线性耦合关系及 其对三维流场特性的影响，进而导致动静压轴承刚度阻尼的计算精度难以满足高转速精密轴承设计需要之现状，提出基于纳 维-斯托克斯方程的动网格计算轴承刚度阻尼新方法。该方法采用自定义程序实现轴颈的旋转速度、位移扰动和速度扰动以及 扰动过程中油膜力的计算等功能，成功将轴颈的旋转动边界转换为静止边界，有效避免因轴颈旋转引起的网格畸变，并利用 弹簧光顺模型更新轴颈受速度扰动和位移扰动引起的油膜网格挤压变形。通过对比研究瞬态和稳态条件下油膜力的变化，界 定计算刚度阻尼系数时速度扰动和位移扰动的合理取值范围。利用所提出的方法计算典型轴承的刚度阻尼系数，再现动静压 轴承油膜厚度和三维流场压力分布的动态发展过程，并采用影响系数法对该轴承的刚度系数进行试验测试。通过对比试验数 据和动网格计算结果发现两者基本吻合，表明所提出的计算方法是有效可行的。 关键词：动静压轴承 刚度系数 阻尼系数 动网格 中图分类号：TH133.36 Research on Calculation Method of Stiffness and Damping Coefficients for Hybrid Bearings Based on Dynamic Mesh Model XIONG Wanli HOU Zhiquan LÜ Lang YANG Xuebing YUAN Julon (1. National Research Center for High Efficiency Grinding, Hunan University, Changsha, 410082; 2. Xiangtan Electric Manufacturing Group Co. Ltd., Xiangtan, 411102; 3. The Key Laboratory of Mechanical Manufacture and Automation of Ministry of Education, Zhejiang University of Technology, Hangzhou, 310014) Abstract ：For the reason that Reynolds equation is difficult to reflect nonlinear flow mechanics coupled by inertial effect of oil circumferential flow, squeeze effect of the journal, and diffusion effect of oil entry flow, the accuracy of stiffness and damping coefficients is not suitable for optimal design and operation of high speed bearings. A