基于FLUENT軟件的多孔質(zhì)靜壓軸承的仿真與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、氣體靜壓軸承回轉(zhuǎn)精度高、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、摩擦小、使用壽命長(zhǎng)，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(lǐng)域以及精密測(cè)量和慣性測(cè)試設(shè)備上得到廣泛應(yīng)用。多孔質(zhì)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(guān)注。多孔質(zhì)靜壓軸承又分為全多孔質(zhì)靜壓軸承和局部多孔質(zhì)靜壓軸承。本文在理論分析、仿真計(jì)算和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上對(duì)這兩種軸承的靜態(tài)性能進(jìn)行了研究。
　　本文首先提出了局部多孔

2、質(zhì)和全多孔質(zhì)靜壓徑向軸承理論計(jì)算模型，根據(jù)氣體在多孔質(zhì)材料中的流動(dòng)特性給出了軸承的性能表達(dá)式，并進(jìn)行求解。
　　然后用計(jì)算流體力學(xué)中的FLUENT軟件進(jìn)行迭代計(jì)算，成功地將其引入到多孔質(zhì)靜壓軸承研究領(lǐng)域。目前針對(duì)徑向軸承和止推軸承靜特性的研究，多采用簡(jiǎn)化的解析方法或數(shù)值解法，數(shù)值解法主要是有限元法和有限差分法，計(jì)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(jì)算效率和精度都很高。該軟件對(duì)邊界條件、計(jì)算模型、控

3、制參數(shù)及網(wǎng)格質(zhì)量方面都有嚴(yán)格要求，且在多孔介質(zhì)領(lǐng)域進(jìn)行的研究還較少。本文首次應(yīng)用它對(duì)軸承的壓力場(chǎng)和靜態(tài)特性進(jìn)行了仿真分析，得出了氣體流經(jīng)小孔、多孔柱塞和全多孔質(zhì)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(shì)，并給出了軸承的承載能力和靜態(tài)剛度曲線。對(duì)于全多孔質(zhì)軸承，還分析計(jì)算了供氣壓力、滲透率、氣膜厚度、偏心率以及軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)軸承靜態(tài)性能的影響，給出了一些規(guī)律性的結(jié)論。
　　最后，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了仿真計(jì)算結(jié)果的正確性和可靠