CD17-0755-水润滑螺旋阶梯腔动静压滑动轴承的优化分析下载(1.02 MB,doc格式) 机械技术文档
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CD17-0755-水润滑螺旋阶梯腔动静压滑动轴承的优化分析
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  • CD17-0755-水润滑螺旋阶梯腔动静压滑动轴承的优化分析摘要 采用正交试验法与控制变量法相结合的设计方法,基于ANSYS有限元静态分析,得到水润滑螺旋阶梯腔橡胶艉轴承的力学性能情况。根据该结果基于Minitab对艉轴承进行极差分析,得到结构参数对其力学性能的影响关系规律,最后利用Design Exploration模块对艉轴承进行了曲面响应分析以及多目标优化,使其力学性能得到显著提高。
    关键词 水润滑 螺旋阶梯腔 有限元 多目标优化
    Optimization Analysis of Hydro-static Spiral Sliding Bearing with Spiral Step
    Long Shenwen Wang Youqiang ZhouYabo Wei Cong
    (School of Mechanical Engineering, Qingdao Technological University, Qingdao Shandong 266520,China)
    Abstract Based on ANSYS finite element static analysis, the mechanical properties of the water - lubricated spiral stepped rubber stern bearings were obtained by orthogonal design and control variable method. Based on the results, the influence of structural parameters on the mechanical properties of the stern bearings is obtained based on Minitab. Finally, the surface structure of the stern bearings is analyzed by Design Exploration module and the multi - objective optimization is used to improve the mechanical properties.
    Keywords water lubrication spiral stepped ladder finite element multi-objective optimization
    0 引言
    1973年发生三次石油危机之后,人们的环保意识逐渐提高,海水作为一种新的润滑介质被工业推广应用。以水作为船舶艉轴承的润滑剂,可以有效地避免润滑油排放引起的油污染,而且海水润滑剂具有优良的导热性和自润滑性,能够降低摩擦副之间的摩擦、振动、噪声、温升等优点,对于提高传动精度以及建设环境友好型社会起到至为关键的作用[1]。但是轴承在启动停车时,必然会经历干摩擦阶段,造成轴颈与轴承内衬的严重磨损,加快了轴承的失效历程[2]。因此,本文基于已有研究,对艉轴承加以优化,提出螺旋阶梯腔动静压轴承结构,有效地避免了轴颈与轴承内衬的直接接触,并对其进行了相关力学性能分析。
    目前,国内外一些学者对这方面做了大量的研究。朱均等[3]采用数值计算和实验研究法分析了螺旋楔动静压轴承的分流扭转效应,结果表明:轴承具有高速、高精度、重载、高抗震性等优点。路长厚等[4]采用有限差分法,分析了螺旋楔动静压轴承的结构参数对其承载力和温升的影响。王优强等[5-6]采用ANSYS有限元分析的方法,得到了艉轴承螺旋槽以及腔体的相关参数对其性能的影响。王芳芳等[7]提出了新型多孔阶梯腔轴承,使其端泄量增大,有效地加快了轴承内外部热量交换。以上研究均从温升以及承载力的角度进行研究,并未探究其力学性能。
    本文针对一种新型轴承—螺旋阶梯腔动静压轴承,利用ANSYS软件,采用正交试验法与控制变量法相结合的试验方法,对新型轴承的力学性能进行研究,最后对其进行优化,得到最小质量下的最优结构参数。...
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