局部多孔質(zhì)氣體靜壓軸承關鍵技術的研究.pdf

1、氣體靜壓軸承由于具有運動精度高，摩擦損耗小，發(fā)熱變形小，壽命長，無污染等特點，在航空航天工業(yè)、半導體工業(yè)、紡織工業(yè)和測量儀器中得到廣泛應用。本文在分析國內(nèi)外氣體靜壓軸承的基礎上，以改善氣體靜壓軸承的靜態(tài)特性和穩(wěn)定性為目的，通過理論分析、仿真計算和實驗研究對局部多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承進行了研究，同時分析軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)對局部多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承工作特性的影響，為局部多孔質(zhì)氣體靜壓軸承的設計和工程應用奠定理論基礎。
　　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)之間關系的數(shù)學模型，該模型可預測多孔質(zhì)石墨的滲透率，并可直觀描述孔隙的大小對滲透率的影響。
　　本文在理論分析的基礎上，建立局部多孔質(zhì)氣體靜壓止推軸承靜態(tài)特性的數(shù)學模型，在此基礎上，通過工程方法和有限元方法對所建立的模型進行求解。在采用有限元方法時，首先通過加權(quán)余量法，將二階偏微分方程降為一階，從而，降低了對插值函數(shù)連續(xù)度的要求，同時，方便采用有限元方法進行求解。
　　為了簡便計算

3、，本文直接將圓柱坐標系中的靜壓雷諾氣體潤滑方程轉(zhuǎn)換到笛卡兒坐標系中進行研究，此種方法既避免了對于圓環(huán)氣體軸承有限元求解時采用的保角變換，也避免了對于圓板氣體靜壓軸承，由于半徑等于0這個點存在，無法直接進行保角變換，還需要在半徑等于0這點假設一個半徑非常小的圓來進行壓力分布的求解。
　　將計算流體力學中的FLUENT軟件引入到氣體靜壓軸承的研究領域，利用FLUENT軟件對局部多孔質(zhì)氣體靜壓軸承進行仿真研究，可以免去對雷諾方程求解程序

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