静压气体轴承气膜力及其与转子耦合动力学特性研究

作     者：赵广 刘盼年 于贺春 马文琦 崔颖 刘占生 

作者机构：大连理工大学能源与动力学院辽宁大连116024 中原工学院机电学院郑州450007 大连海事大学交通与物流工程学院辽宁大连116026 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001 

基　　金：教育部2011年博士点基金(20110041120034) 国家自然科学基金(11102050 51075048) 辽宁省博士启动基金(20110129) 中央高校基本科研业务费DUT09RC(3)(272) 

出 版 物：《航空动力学报》 (Journal of Aerospace Power)

年 卷 期：2012年第27卷第2期

页      码：472-480页

摘      要：针对静压气体轴承,进行三维实体建模,采用供气孔区域非结构化网格和非供气孔区域结构化网格相结合的网格划分方法;采用基于有限体积法的计算流体动力学(CFD)商业软件对三维稳态可压缩气体Navier-Stokes(N-S)方程进行求解;根据计算结果,通过数据拟合获得了考虑转子偏心和转速的静压气体轴承气膜支承力模型.基于有限元法建立了气体轴承-转子系统动力学模型,采用Newmark逐步积分法求解了系统的临界转速和不平衡响应.在此基础上进行实验测试,验证了数值仿真结果.研究结果表明:低速、小偏心下,气膜主支承力随偏心呈近似线性变化;高速、大偏心下,气膜主支承力急剧增大,气体轴承的动压效应显著增强;气膜x,y向耦合支承力随转速和偏心呈非线性变化;转子系统一、二阶临界转速对当前结构刚度变化比较敏感,而三阶临界转速对此不敏感.因此,气体轴承气膜支承力的非线性特性及其与转子耦合动力学特性较为复杂,在对气体轴承进行结构设计时,应充分考虑其与转子的耦合,合理设计工作转速范围.

主 题 词：气体轴承 转子 气膜力 气膜刚度 动力学特性 

学科分类：080503[080503] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 0825[工学-环境科学与工程类] 0701[理学-数学类] 080201[080201] 

核心收录：

D　O　I：10.13224/j.cnki.jasp.2012.02.007

馆 藏 号：203318981...