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微型多叶稀薄气体润滑动压轴承动态特性研究
被引量：
2
1
作者
吴垚
郗文君
+2 位作者
毕春晓
张彩丽
曹巨江
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2023年第21期88-100,共13页
微型多叶动压气体轴承-转子系统作为微型涡轮发动机的关键部件,轴颈/轴瓦微小间隙内超薄气膜的动态特性是影响整机平稳运转和轴承润滑失效的重要因素。基于含3个可调系数的气体稀薄效应模型修正可压缩流体非定常Reynolds方程,将气膜压...
微型多叶动压气体轴承-转子系统作为微型涡轮发动机的关键部件,轴颈/轴瓦微小间隙内超薄气膜的动态特性是影响整机平稳运转和轴承润滑失效的重要因素。基于含3个可调系数的气体稀薄效应模型修正可压缩流体非定常Reynolds方程,将气膜压力、膜厚及Poiseuille流量比进行一阶复扰动展开,推导了微型气体轴承完整变量扰动的动态Reynolds方程,采用有限差分法、偏导数法及超松弛迭代法联立求解,分析了预负荷系数、瓦块分布位置及轴承结构参数对动态刚度和阻尼系数的影响规律。结果表明,相比微型圆柱气体轴承,微型多叶轴承瓦间沟槽的泵吸作用降低了气体稀薄程度,瓦间承载方式的直接刚度系数更大,大预负荷系数下微型多叶气体轴承瓦上/瓦间承载的动态阻尼系数也较高,长径比增大会提高轴瓦有效承载面积和超薄气膜范围,各刚度系数接近线性增加。微型多叶气体轴承可作为支承微型超高速转子的有益轴承类型。
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关键词
微型多叶气体轴承
薄膜润滑
偏导数法
瓦块预负荷
动态特性
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职称材料
考虑稀薄气体有效黏度的微轴承弹流润滑研究
被引量：
1
2
作者
吴垚
郗文君
+3 位作者
杨利花
张彩丽
曹巨江
王哲
《润滑与密封》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第4期28-38,共11页
气体稀薄效应和轴瓦弹性变形对微流体设备中气体微型轴承润滑特性影响显著。根据Veijola提出的稀薄气体有效黏度模型,采用有限元法建立柔度矩阵计算轴瓦表面弹性变形量,并推导考虑有效黏度与弹性变形影响的修正Reynolds方程。通过联立...
气体稀薄效应和轴瓦弹性变形对微流体设备中气体微型轴承润滑特性影响显著。根据Veijola提出的稀薄气体有效黏度模型,采用有限元法建立柔度矩阵计算轴瓦表面弹性变形量,并推导考虑有效黏度与弹性变形影响的修正Reynolds方程。通过联立求解超薄气膜润滑修正Reynolds方程、稀薄气体有效黏度方程和三维轴瓦弹性方程,分析轴瓦弹性模量、气体有效黏度、轴承结构参数以及扰动频率对其静动态特性的影响。结果表明:气体稀薄效应显著降低了微型轴承的承载能力;微型轴承的承载力随偏心率和轴承数的增加而增大;增加轴瓦柔性可提高微型轴承的承载能力和摩擦因数,而考虑气体有效黏度的弹性微型轴承承载力和摩擦因数较小;相比刚性表面微气体滑动轴承,轴瓦弹性模量的减小显著增加了动态刚度系数且降低了微型轴承的直接阻尼系数,而考虑稀薄效应引起的气体有效黏度效应降低了轴承直接刚度的同时增加了直接阻尼系数。
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关键词
稀薄效应
微弹流润滑
气体有效黏度
柔度矩阵
轴承特性
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职称材料
微型稀薄气体润滑多叶轴承的静态性能分析
3
作者
吴垚
郗文君
+2 位作者
张彩丽
刘言松
曹巨江
《轴承》
北大核心
2023年第10期16-23,共8页
微型多叶气体轴承作为微型涡轮发动机和微型燃气轮机等微型旋转机械的关键支承部件,其润滑性能的优劣对微流体设备高速可靠运转及输出额定功率至关重要。将兹曼稀薄效应修正模型引入可压缩雷诺方程中,利用有限差分法和松弛迭代法数值求...
微型多叶气体轴承作为微型涡轮发动机和微型燃气轮机等微型旋转机械的关键支承部件,其润滑性能的优劣对微流体设备高速可靠运转及输出额定功率至关重要。将兹曼稀薄效应修正模型引入可压缩雷诺方程中,利用有限差分法和松弛迭代法数值求解实现Poiseuille流量比、气膜厚度和气膜压力的同时收敛,得到不同瓦块分布位置和轴承参数下微型多叶气体轴承静态性能的变化规律,并与微型圆柱气体轴承进行对比。结果表明:预载荷系数(0.5)较大时,微型多叶气体轴承的局部气膜压力峰值高于微型圆柱气体轴承;随着轴颈转速和长径比的增加,瓦上承载微型多叶气体轴承的承载力大于瓦间承载,但偏心率对瓦间承载和瓦上承载的承载力则表现出相反的影响趋势;由于瓦间沟槽的泵吸作用,瓦间承载时的摩擦因数始终大于瓦上承载。
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关键词
滑动轴承
气体轴承
气体润滑
有限差分法
预载荷
气膜刚度
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职称材料
粗糙表面微型气体轴承润滑性能及其转子动力学特性研究
4
作者
吴垚
杨利花
+4 位作者
郗文君
张彩丽
毕春晓
王哲
曹巨江
《陕西科技大学学报》
北大核心
2022年第2期128-137,共10页
微型气体轴承-转子系统作为微型旋转机械实现功能转换的重要部件,表面粗糙形貌、薄膜润滑性能及转子动力学特性是影响整体设备可靠运转的关键因素.利用Boltzmann稀薄效应模型修正可压缩气体动压润滑Reynolds方程,通过分形理论表征微型...
微型气体轴承-转子系统作为微型旋转机械实现功能转换的重要部件,表面粗糙形貌、薄膜润滑性能及转子动力学特性是影响整体设备可靠运转的关键因素.利用Boltzmann稀薄效应模型修正可压缩气体动压润滑Reynolds方程,通过分形理论表征微型轴承表面的粗糙轮廓,研究了气体稀薄效应和表面粗糙度耦合作用下微型轴承的静动态性能.并利用有限元法建立粗糙表面微型气体轴承-转子系统的动力学模型,得到转子系统固有特性和轴心轨迹的变化规律.结果表明:表面粗糙度效应提高了轴承的承载能力和动态刚度系数,在较大轴承数时增加幅度更明显.由于稀薄效应降低了轴承的直接刚度系数,转子振幅随气膜稀薄程度的增加而增大,表面粗糙峰的增加会降低转子系统的固有频率.
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关键词
气体稀薄效应
表面粗糙形貌
超薄气膜润滑
运动方程
转子动力学
下载PDF
职称材料
轴颈倾斜微型气体轴承的热流体动力润滑分析
被引量：
5
5
作者
吴垚
郗文君
+2 位作者
张彩丽
曹巨江
杨利花
《航空动力学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第9期1979-1991,共13页
基于能量守恒原理推导计入气体稀薄效应的修正能量方程及其有限差分表达式,并通过偏导数法和有限差分法联立求解修正Reynolds方程、修正能量方程、气体黏温关系和气膜厚度方程,详细研究了微型气体轴承静动态性能随结构参数、轴颈倾斜方...
基于能量守恒原理推导计入气体稀薄效应的修正能量方程及其有限差分表达式,并通过偏导数法和有限差分法联立求解修正Reynolds方程、修正能量方程、气体黏温关系和气膜厚度方程,详细研究了微型气体轴承静动态性能随结构参数、轴颈倾斜方位角和黏温热效应的变化规律。结果表明:气膜热效应提高了微型气体轴承的承载能力、摩擦因数和动态刚度系数,而降低了直接阻尼系数,轴颈倾斜误差对微型气体轴承的静、动态性能均产生不利影响,计算结果可为提高微型气体动压轴承-转子系统的稳定性提供重要理论依据。
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关键词
微型气体轴承
轴颈倾斜
稀薄效应
修正能量方程
热流体动力润滑
原文传递
题名
微型多叶稀薄气体润滑动压轴承动态特性研究
被引量：
2
1
作者
吴垚
郗文君
毕春晓
张彩丽
曹巨江
机构
陕西科技大学机电工程学院
施耐德
(
西安
)
创
新
技术
有限公司
低压
事业
部
沈阳大学机械工程学院
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2023年第21期88-100,共13页
基金
陕西省自然科学基础研究计划(2022JQ-002)
陕西科技大学引进人才博士启动基金(2021BJ-11)。
文摘
微型多叶动压气体轴承-转子系统作为微型涡轮发动机的关键部件,轴颈/轴瓦微小间隙内超薄气膜的动态特性是影响整机平稳运转和轴承润滑失效的重要因素。基于含3个可调系数的气体稀薄效应模型修正可压缩流体非定常Reynolds方程,将气膜压力、膜厚及Poiseuille流量比进行一阶复扰动展开,推导了微型气体轴承完整变量扰动的动态Reynolds方程,采用有限差分法、偏导数法及超松弛迭代法联立求解,分析了预负荷系数、瓦块分布位置及轴承结构参数对动态刚度和阻尼系数的影响规律。结果表明,相比微型圆柱气体轴承,微型多叶轴承瓦间沟槽的泵吸作用降低了气体稀薄程度,瓦间承载方式的直接刚度系数更大,大预负荷系数下微型多叶气体轴承瓦上/瓦间承载的动态阻尼系数也较高,长径比增大会提高轴瓦有效承载面积和超薄气膜范围,各刚度系数接近线性增加。微型多叶气体轴承可作为支承微型超高速转子的有益轴承类型。
关键词
微型多叶气体轴承
薄膜润滑
偏导数法
瓦块预负荷
动态特性
Keywords
multileaf aerodynamic bearing
ultra-thin lubrication
partial derivative method
pad preload
dynamic characteristics
分类号
V229.2 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
TH133.312 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
考虑稀薄气体有效黏度的微轴承弹流润滑研究
被引量：
1
2
作者
吴垚
郗文君
杨利花
张彩丽
曹巨江
王哲
机构
陕西科技大学机电工程学院
西安
交通大学航天航空学院
施耐德
(
西安
)
创
新
技术
有限公司
低压
事业
部
西安
工程大学材料工程学院
出处
《润滑与密封》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第4期28-38,共11页
基金
国家科技重大专项(J2019-IV-0021-0089)
国家自然科学基金项目(11872288)
+3 种基金
陕西科技大学引进人才博士启动基金项目(2021BJ-11)
陕西省教育厅科研计划专项(20JK0661)
西安市碑林区科技计划项目(GX2005)
陕西省自然科学基础研究计划项目(2022JQ-002)。
文摘
气体稀薄效应和轴瓦弹性变形对微流体设备中气体微型轴承润滑特性影响显著。根据Veijola提出的稀薄气体有效黏度模型,采用有限元法建立柔度矩阵计算轴瓦表面弹性变形量,并推导考虑有效黏度与弹性变形影响的修正Reynolds方程。通过联立求解超薄气膜润滑修正Reynolds方程、稀薄气体有效黏度方程和三维轴瓦弹性方程,分析轴瓦弹性模量、气体有效黏度、轴承结构参数以及扰动频率对其静动态特性的影响。结果表明:气体稀薄效应显著降低了微型轴承的承载能力;微型轴承的承载力随偏心率和轴承数的增加而增大;增加轴瓦柔性可提高微型轴承的承载能力和摩擦因数,而考虑气体有效黏度的弹性微型轴承承载力和摩擦因数较小;相比刚性表面微气体滑动轴承,轴瓦弹性模量的减小显著增加了动态刚度系数且降低了微型轴承的直接阻尼系数,而考虑稀薄效应引起的气体有效黏度效应降低了轴承直接刚度的同时增加了直接阻尼系数。
关键词
稀薄效应
微弹流润滑
气体有效黏度
柔度矩阵
轴承特性
Keywords
effect of gas rarefaction
micro-elasto-aerodynamic lubrication
effective viscosity
compliance matrix
bearing characteristics
分类号
TH133.36 [机械工程—机械制造及自动化]
TH117.1 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
微型稀薄气体润滑多叶轴承的静态性能分析
3
作者
吴垚
郗文君
张彩丽
刘言松
曹巨江
机构
陕西科技大学机电工程学院
施耐德
(
西安
)
创
新
技术
有限公司
低压
事业
部
出处
《轴承》
北大核心
2023年第10期16-23,共8页
基金
陕西省自然科学基础研究计划资助项目(2022JQ-002)
陕西科技大学引进人才博士启动基金资助项目(2021BJ-11)。
文摘
微型多叶气体轴承作为微型涡轮发动机和微型燃气轮机等微型旋转机械的关键支承部件,其润滑性能的优劣对微流体设备高速可靠运转及输出额定功率至关重要。将兹曼稀薄效应修正模型引入可压缩雷诺方程中,利用有限差分法和松弛迭代法数值求解实现Poiseuille流量比、气膜厚度和气膜压力的同时收敛,得到不同瓦块分布位置和轴承参数下微型多叶气体轴承静态性能的变化规律,并与微型圆柱气体轴承进行对比。结果表明:预载荷系数(0.5)较大时,微型多叶气体轴承的局部气膜压力峰值高于微型圆柱气体轴承;随着轴颈转速和长径比的增加,瓦上承载微型多叶气体轴承的承载力大于瓦间承载,但偏心率对瓦间承载和瓦上承载的承载力则表现出相反的影响趋势;由于瓦间沟槽的泵吸作用,瓦间承载时的摩擦因数始终大于瓦上承载。
关键词
滑动轴承
气体轴承
气体润滑
有限差分法
预载荷
气膜刚度
Keywords
plain bearing
gas bearing
gas lubrication
finite difference method
preload
gas film stiffness
分类号
TH133.31 [机械工程—机械制造及自动化]
O354 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
粗糙表面微型气体轴承润滑性能及其转子动力学特性研究
4
作者
吴垚
杨利花
郗文君
张彩丽
毕春晓
王哲
曹巨江
机构
陕西科技大学机电工程学院
西安
交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室
施耐德
(
西安
)
创
新
技术
有限公司
低压
事业
部
中国科学院工程热物理研究所
西安
工程大学材料工程学院
出处
《陕西科技大学学报》
北大核心
2022年第2期128-137,共10页
基金
国家科技重大专项项目(J2019-IV-0021-0089)
国家自然科学基金项目(11872288)
+3 种基金
陕西省自然科学基础研究计划项目(2022JQ-002)
陕西省教育厅专项科研计划项目(20JK0661)
陕西省西安市碑林区科技计划项目(GX2005)
陕西科技大学引进人才博士科研启动基金项目(2021BJ-11)。
文摘
微型气体轴承-转子系统作为微型旋转机械实现功能转换的重要部件,表面粗糙形貌、薄膜润滑性能及转子动力学特性是影响整体设备可靠运转的关键因素.利用Boltzmann稀薄效应模型修正可压缩气体动压润滑Reynolds方程,通过分形理论表征微型轴承表面的粗糙轮廓,研究了气体稀薄效应和表面粗糙度耦合作用下微型轴承的静动态性能.并利用有限元法建立粗糙表面微型气体轴承-转子系统的动力学模型,得到转子系统固有特性和轴心轨迹的变化规律.结果表明:表面粗糙度效应提高了轴承的承载能力和动态刚度系数,在较大轴承数时增加幅度更明显.由于稀薄效应降低了轴承的直接刚度系数,转子振幅随气膜稀薄程度的增加而增大,表面粗糙峰的增加会降低转子系统的固有频率.
关键词
气体稀薄效应
表面粗糙形貌
超薄气膜润滑
运动方程
转子动力学
Keywords
gas rarefaction effect
rough surface topography
ultra-thin gas film lubrication
motion equation
rotor dynamic behavior
分类号
TH133.37 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
轴颈倾斜微型气体轴承的热流体动力润滑分析
被引量：
5
5
作者
吴垚
郗文君
张彩丽
曹巨江
杨利花
机构
陕西科技大学机电工程学院
施耐德
(
西安
)
创
新
技术
有限公司
低压
事业
部
西安
交通大学航天航空学院
出处
《航空动力学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第9期1979-1991,共13页
基金
国家科技重大专项资助项目(J2019-Ⅳ-0021-0089)
国家自然科学基金面上项目(11872288)
+1 种基金
陕西省自然科学基础研究计划资助项目(2022JQ-002)
陕西科技大学引进人才博士启动基金项目(2021BJ-11)。
文摘
基于能量守恒原理推导计入气体稀薄效应的修正能量方程及其有限差分表达式,并通过偏导数法和有限差分法联立求解修正Reynolds方程、修正能量方程、气体黏温关系和气膜厚度方程,详细研究了微型气体轴承静动态性能随结构参数、轴颈倾斜方位角和黏温热效应的变化规律。结果表明:气膜热效应提高了微型气体轴承的承载能力、摩擦因数和动态刚度系数,而降低了直接阻尼系数,轴颈倾斜误差对微型气体轴承的静、动态性能均产生不利影响,计算结果可为提高微型气体动压轴承-转子系统的稳定性提供重要理论依据。
关键词
微型气体轴承
轴颈倾斜
稀薄效应
修正能量方程
热流体动力润滑
Keywords
micro gas bearing
journal misalignment
rarefaction effect
modified energy equation
thermohydrodynamic lubrication
分类号
V229.2 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
TH133.312 [机械工程—机械制造及自动化]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
微型多叶稀薄气体润滑动压轴承动态特性研究
吴垚
郗文君
毕春晓
张彩丽
曹巨江
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2023
2
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职称材料
2
考虑稀薄气体有效黏度的微轴承弹流润滑研究
吴垚
郗文君
杨利花
张彩丽
曹巨江
王哲
《润滑与密封》
CAS
CSCD
北大核心
2022
1
下载PDF
职称材料
3
微型稀薄气体润滑多叶轴承的静态性能分析
吴垚
郗文君
张彩丽
刘言松
曹巨江
《轴承》
北大核心
2023
0
下载PDF
职称材料
4
粗糙表面微型气体轴承润滑性能及其转子动力学特性研究
吴垚
杨利花
郗文君
张彩丽
毕春晓
王哲
曹巨江
《陕西科技大学学报》
北大核心
2022
0
下载PDF
职称材料
5
轴颈倾斜微型气体轴承的热流体动力润滑分析
吴垚
郗文君
张彩丽
曹巨江
杨利花
《航空动力学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
5
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