計入彈性變形的船舶尾軸承潤滑特性研究.pdf

1、船舶尾軸承是船舶軸系重要的部件之一，起著支撐船舶尾軸的作用。船舶尾軸承的潤滑形式根據(jù)內(nèi)襯材料的不同可以分為以下兩種:油潤滑和水潤滑。隨著科技的發(fā)展，能源危機愈來愈嚴重，水潤滑尾軸承由于其能耗低、結構簡單、無污染、安全性高等優(yōu)點已經(jīng)受到了廣泛的關注，越來越多的船舶選擇使用水潤滑尾軸承代替油潤滑尾軸承。水潤滑尾軸承內(nèi)襯多為高粘彈性材料，彈性變形大。在低速、重載時，軸承軸瓦表面的最大變形往往會達到甚至超過最小潤滑膜厚度值。因此有必要開展計入彈

2、性變形的軸承潤滑性能計算，提高軸承承載能力的計算精度。
　　論文以大長徑比船舶尾軸承為研究對象，運用有限元法相關理論在Matlab中編程求解尾軸承的彈性變形，并耦合雷諾方程求得給定載荷下軸承的潤滑液膜壓力與厚度分布，并在此基礎上探討了船舶尾軸承彈流潤滑性能的影響因素。論文的主要工作及結論如下:
　　(1)介紹了有限差分法求解雷諾方程的詳細步驟，以及有限元法的虛功原理和最小勢能原理。運用這些理論推導出了連續(xù)體的整體剛度矩陣，建

3、立了給定外載荷下滑動軸承彈流潤滑計算的數(shù)學模型，得到了滑動軸承的彈性潤滑特性數(shù)值解。
　　(2)研究了船舶尾軸承的材料屬性（泊松比、彈性模量）、軸承的長徑比，以及潤滑劑的粘度等因素對潤滑性能的影響狀況。結果表明:減小船舶尾軸承材料的泊松比和彈性模量，對于改善軸承與軸頸間的彈流潤滑有著促進作用;軸承長徑比對其潤滑性能有著一定程度的影響。隨著軸承長徑比的增大，彈流動壓潤滑的最大壓力越小，最小膜厚越大;潤滑劑的粘度越大，彈流潤滑液膜壓力