局部多孔質(zhì)氣體靜壓軸承關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、氣體靜壓軸承由于具有運(yùn)動(dòng)精度高，摩擦損耗小，發(fā)熱變形小，壽命長(zhǎng)，無(wú)污染等特點(diǎn)，在航空航天工業(yè)、半導(dǎo)體工業(yè)、紡織工業(yè)和測(cè)量?jī)x器中得到廣泛應(yīng)用。本文在分析國(guó)內(nèi)外氣體靜壓軸承的基礎(chǔ)上，以改善氣體靜壓軸承的靜態(tài)特性和穩(wěn)定性為目的，通過(guò)理論分析、仿真計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究對(duì)局部多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承進(jìn)行了研究，同時(shí)分析軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)對(duì)局部多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承工作特性的影響，為局部多孔質(zhì)氣體靜壓軸承的設(shè)計(jì)和工程應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。
　　建立

2、基于分形幾何理論的多孔質(zhì)石墨滲透率與分形維數(shù)之間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，該模型可預(yù)測(cè)多孔質(zhì)石墨的滲透率，并可直觀描述孔隙的大小對(duì)滲透率的影響。
　　本文在理論分析的基礎(chǔ)上，建立局部多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承靜態(tài)特性的數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上，通過(guò)工程方法和有限元方法對(duì)所建立的模型進(jìn)行求解。在采用有限元方法時(shí)，首先通過(guò)加權(quán)余量法，將二階偏微分方程降為一階，從而，降低了對(duì)插值函數(shù)連續(xù)度的要求，同時(shí)，方便采用有限元方法進(jìn)行求解。
　　為了簡(jiǎn)便計(jì)算

3、，本文直接將圓柱坐標(biāo)系中的靜壓雷諾氣體潤(rùn)滑方程轉(zhuǎn)換到笛卡兒坐標(biāo)系中進(jìn)行研究，此種方法既避免了對(duì)于圓環(huán)氣體軸承有限元求解時(shí)采用的保角變換，也避免了對(duì)于圓板氣體靜壓軸承，由于半徑等于0這個(gè)點(diǎn)存在，無(wú)法直接進(jìn)行保角變換，還需要在半徑等于0這點(diǎn)假設(shè)一個(gè)半徑非常小的圓來(lái)進(jìn)行壓力分布的求解。
　　將計(jì)算流體力學(xué)中的FLUENT軟件引入到氣體靜壓軸承的研究領(lǐng)域，利用FLUENT軟件對(duì)局部多孔質(zhì)氣體靜壓軸承進(jìn)行仿真研究，可以免去對(duì)雷諾方程求解程序

4、的編制，將精力集中在控制參數(shù)以及初始條件對(duì)軸承特性影響方面的研究，從而提高所研究問(wèn)題的廣度和深度。并且，更直觀的表示氣體在多孔質(zhì)和氣膜內(nèi)的壓力分布和流動(dòng)速度等情況，同時(shí)也提高了計(jì)算精度。
　　采用小擾動(dòng)和頻域分析方法，對(duì)局部多孔質(zhì)氣體靜壓軸承的穩(wěn)定性進(jìn)行研究。通過(guò)小擾動(dòng)方法將靜壓軸承的壓力分布方程分解為靜態(tài)壓力分布方程和動(dòng)態(tài)壓力分布方程，然后，利用有限元方法分別對(duì)所建立的靜、動(dòng)態(tài)壓力分布方程進(jìn)行求解，求出氣體靜壓軸承的動(dòng)態(tài)剛度和阻