一、指纹摩擦特性测试系统的气体静压支承装置（论文文献综述）
董婉娇[1]（2021）在《超精密竖直静压滑台设计及其精度控制方法研究》文中研究表明随着航空、航天和国防建设的快速发展,对高端装备及其关键件的小型化、轻量化、精细化和整体化要求越来越高。以国家急需的高性能惯性导航关键件整体式双平衡环挠性接头为例,其关键特征的细颈厚度只有30～50μm,尺寸与形位公差精度大多为1～2μm。但加工整体式双平衡环挠性接头等产品关键工序的超精密数控机床几乎全部依赖进口,极大制约了我国战略性新兴产业和国防建设的发展。因此,加快研制支持微纳加工精度的超精密数控机床已显得十分必要和紧迫。超精密竖直滑台是实现超精密数控机床进给运动和进给精度的关键基础部件,是超精密数控机床最关键的组成部分。竖直滑台及其主轴等部件的运动方向与其重力方向一致,受力与工况条件复杂,制造难度极大,是制约我国高档数控机床发展的主要技术瓶颈之一。本文以超精密、大负载、高稳定性竖直液体静压滑台为研究对象,重点解决和攻克超精密竖直静压滑台的机械结构设计、静压支承设计理论,以及超精密运动精度控制方法三方面的难题。论文主要研究工作及成果概括如下:（1）提出了一种整体式静压滑块和整体式立柱组成的超精密竖直静压滑台新结构、不等面积的多油垫静压支承结构及其混联式控制（HFC）方法。超精密竖直静压滑台新结构为整体式竖直静压滑台结构（IVHS）。IVHS是一种将静压滑台与立柱相结合的整体式静压滑台结构,其中包括了将动滑块、随动滑块、油路、静压油垫、节流器及油膜压力测量系统集为一体的整体式静压滑块。不等面积的多油垫静压支承结构及其HFC方法主要用于降低竖直滑块因倾覆力矩产生的前倾量,以及导轨弹性变形对油膜厚度的直接影响。不仅有效地提高了超精密竖直静压滑台的结构刚度、动态稳定性和重复定位精度,而且显着提升了超精密滑台的可制造性。（2）提出了变油膜厚度薄膜式（OFTV）静压支承计算方法。OFTV静压支承计算模型包括了系统误差驱动下的油膜厚度计算模型、变油膜厚度薄膜式润滑理论模型和面向竖直静压滑台的动力学计算模型三部分。建立了静压滑台承载能力、静刚性、抗振性、快速响应性及热稳定性等工作性能的评价指标及其计算模型,建立了等效油膜厚度、封油边尺寸、流量比、供油压力和运动速度五个设计参数与滑台工作性能的预测模型,并形成了基于设计参数的超精密竖直静压滑台性能控制方法,即,当五个设计参数中的供油压力足够小,且其它四个设计参数满足油膜液阻的倒数与节流器液阻之差正向趋于零的条件时,可以获得静压滑台性能综合最优的效果。超精密竖直静压滑台性能预测模型、控制模型与方法已在超精密竖直静压滑台的调试和测试中得到了验证。（3）提出了基于移动反射信号（MRS）的两轴联动误差测量方法,解决了球杆仪难以用于小范围联动误差的精密测量难题。构建了基于因子分解机（FM）的精度控制模型,实现了有限测量数据下两轴联动的高精度插补。测量得到超精密竖直静压滑台的定位精度为0.137μm,重复定位精度为0.083μm,联动误差为0.439μm。测量和补偿结果表明,相对插值算法,采用FM算法可使圆度精度和垂直度精度分别提高63%和34%。以上相关研究及其成果,已用于超精密曲面数控机床的研制及其精度测试实践。以典型的航天关键件为背景,设计了测试超精密竖直静压滑台,以及超精密曲面数控机床加工精度的试件。其中,构造了加工阶梯表面的试件1,以测试并评价超精密竖直静压滑台的工作性能。加工测量结果表明,三个阶梯面加工后的尺寸精度为IT1,平面度和平行度的精度为2级。以航天惯性仪表关键件为基础,构造了具有梯形键的试件2,通过加工并测量梯形键斜面的角度误差,评价超精密竖直静压滑台与水平移动轴的联动工作性能。加工测量结果表明,梯形键斜面与测量基准面的最大、最小夹角分别为78.39°和78.55°,满足斜面与测量基准面夹角78.45±0.1°的设计要求。根据整体式双平衡挠性接头细颈的设计要求,加工挠性接头上一组两个直径为1.6 mm小孔形成的细颈。经测量,挠性接头的四组细颈加工后的最大、最小尺寸分别为40.8μm和40.0μm,即细颈尺寸的一致性为0.8μm,满足了细颈尺寸为40±1μm、一致性为2μm的设计要求。综上所述,本文提出的相关理论、方法、技术,以及研制的数控装备为实现整体式双平衡环挠性接头等高性能导航关键件的精密制造提供了坚实、自主可控的工作基础。对发展我国战略性新兴产业和国防建设,提高我国自主研发超精密数控机床等高端装备,以及研制航天航空关键件的能力具有重要意义。
孙小亮[2]（2021）在《环形多孔集成节流器空气静压轴承气膜流场研究》文中研究表明由于空气静压轴承具有寿命长、热稳定性好、高洁净度等诸多优点,因此在IT芯片制造方面、先进光学制造设备以及医疗装备等领域被广泛应用。然而,空气静压轴承目前仍存在承载力低、刚度较小、稳定性较差等问题,从而严重限制了其发展前景。针对上述存在的问题,本文采用环形多孔集成节流器空气静压轴承为研究对象,通过研究空气静压轴承的工艺参数、结构参数对其静特性和气膜流场特性的影响规律,旨在提高其承载能力和增强工作稳定性,并为空气静压轴承的深入研究提供理论依据。首先,对适用于空气静压轴承的控制方程进行理论推导。基于提出的环形多孔集成节流器空气静压轴承的物理模型展开研究,通过联立连续性方程和气体动力学方程（N-S方程）及气体状态方程等,推导出空气静压轴承静特性求解的数学模型,并建立其承载力、刚度的工程计算表达式。其次,采用有限差分法对空气静压轴承的静特性展开数值分析。通过有限差分法对气体润滑控制方程进行离散化处理,并使用超松弛迭代法建立其数值计算的迭代表达式。研究结果发现气膜流场的压力值随着远离节流孔的出口位置表现为逐渐减小至大气压,环形多孔集成节流形式能有效改善空气静压轴承的静特性。然后,利用大涡模拟方法对空气静压轴承节流孔附近复杂的气膜流场进行研究。针对建立的环形多孔集成节流器空气静压轴承的物理模型进行网格划分,采用大涡模拟方法对其气膜流场展开仿真计算。研究结果表明在节流孔出口处附近存在压力和温度的突降现象,且在气膜厚度上均呈现出分离。空气静压轴承气膜流场中气旋强度随着供气压力的逐渐增加而增大,但随着节流孔孔数的增加而减小。环形多孔集成节流形式能够显着降低节流孔出口处附近的气旋强度。最后,设计并搭建了环形多孔集成节流器空气静压轴承承载力、微振动测试实验平台。研究结果可知空气静压轴承的承载力实验值与采用有限差分方法数值求解结果的变化趋势保持一致,微振动实验结果与应用大涡模拟仿真计算的影响规律相互吻合。通过对实验与理论分析的结果进行对比,验证了理论分析的准确性和实验平台搭建的可行性。本文通过对设计的环形多孔集成节流器空气静压轴承的物理模型、工作机理、承载性能、气膜流场以及微振动特性实验展开研究。研究结果得到气旋是空气静压轴承内产生微振动的一个主要原因。环形多孔集成节流器对空气静压轴承的微振动具有良好的抑制作用。采用环形多孔集成节流的设计思路不仅有助于提高空气静压轴承的承载性能和工作稳定性,而且对空气静压轴承的进一步研究具有积极的指导意义。
张开鑫[3]（2021）在《旋杯雾化器气浮轴承结构优化及动态特性分析》文中进行了进一步梳理随着我国经济的快速发展,对于汽车的需求不断增加,消费者对于汽车的要求也越来越高,汽车不仅要具备良好的驾驶性能,车身外观也要求具有更好的品质。要获得高质量的车身,就需要具有更高性能的涂装设备。在进行车身涂装时,旋杯静电雾化器喷涂是最为常用的涂装方式,凭借其性能稳定、节能环保、涂覆均匀、对人体伤害小等优点,被广泛的应用于自动化喷涂技术中。大多数的旋杯静电雾化器采用的是气动涡轮来进行驱动的,该涡轮的核心部件为静压气浮轴承,其具有回转精度高、稳定性好、清洁环保等优点。决定雾化器喷涂质量的关键因素是涡轮的转速,转速越高则喷涂的涂膜厚度越薄、覆盖的越均匀,而目前国内所使用的雾化器转速通常为30000～45000rpm,如果采用更高的转速,雾化器会出现振动较大、噪音剧烈和运行不平稳的状况,无法保证喷涂的质量。针对以上问题,本文从对气动涡轮的稳定性产生直接影响的静压气浮轴承出发,创新优化了一组新的静压气浮轴承-转子系统,并通过对其进行动态特性分析和振动实验后,证明了优化方案是可行的,优化后的旋杯雾化器可在转速为60000rpm下平稳运行,且该方案已被用于实际产品中。主要研究内容由以下几个方面构成:1.通过气体润滑理论,对N-S方程、状态方程、连续性方程及一般形式的雷诺方程进行推导,建立了静压气浮轴承的压力气膜数学计算模型,并以此模型进行有限元分析,计算轴承的承载力和刚度。2.利用三维建模软件UG对压力气膜的三维流域建立模型,采用ANSYS Workbench中的FLUENT流体有限元分析软件对静压气浮轴承进行了分析,分别研究了静压气浮径向轴承和止推轴承的静态特性,并探究了不同结构参数对于轴承承载力和刚度的影响,从中选择了最优的轴承结构参数。3.根据气体润滑理论,进行了动压效应的理论推导,并利用FLUENT软件分析研究了动压效应对于静压气浮径向轴承承载力和刚度的影响,验证了在动压效应下优化后的轴承承载力与刚度是否符合设计要求。4.对优化后的气动涡轮轴承-转子系统建立三维模型,并对其进行模态分析和谐响应分析,得到了系统的低阶固有频率和振型,并根据固有频率计算其临界转速;后通过对轴承-转子系统施加一个外载荷进行谐响应分析,研究了其在不同频率的外载荷下轴承安装位置的振动速度响应变化。对优化后的雾化器进行实验测试,通过研究不同转速下的振动速度是否在合理范围内,验证了优化方案的合理性。
石明辉[4]（2020）在《基于近场声悬浮的非接触式轴承和超声马达理论分析与实验研究》文中研究表明轴承和马达分别作为机械设备中重要的支承和动力部件,发挥着不可替代的关键性作用。伴随着科学技术和现代化产业的飞速发展,传统的轴承和马达已不能满足精密机械和仪器设备对零部件高精度、结构小型化、驱动转矩大和无电磁干扰的要求。声悬浮是一种利用高能量密度声场中的辐射力将物体悬浮的非接触悬浮技术。基于近场声悬浮的非接触式轴承和超声马达克服了传统非接触式轴承（流体静压轴承、流体动压轴承、磁悬浮轴承）和接触式超声马达存在的一些问题,扩展了轴承和马达的应用领域。但是这一领域研究发展时间较短,特别是国内研究起步较晚,且研究较少,对轴承和马达的驱动机理缺乏必要的认知和了解。同时,提出的轴承和马达结构多数较为复杂,尚未见到它们在实际工程中有具体的应用。针对以上问题,本文基于近场声悬浮原理分别提出了一种新型的非接触式轴承和超声马达。从理论和实验的角度分析了挤压膜气体轴承和超声马达的悬浮承载特性和转动特性,揭示了挤压膜气体轴承和非接触式超声马达的工作机理。本文的研究内容、研究方法及研究成果主要包括以下几个方面:基于近场声悬浮原理提出了一种新型的柔性支承可倾瓦挤压膜气体轴承。建立了柔性支承可倾瓦挤压膜气体轴承的悬浮承载特性分析模型。设计并搭建了轴承振动特性和悬浮承载特性测试实验台,利用搭建的实验台对轴承的共振频率、瓦块振动幅值、瓦块振型和转子悬浮特性分别进行了测试分析。基于有限元法,对轴承进行模态分析和应力分析,考虑了结构模态振型对挤压气膜厚度的影响,结合实验结果确定了共振频率下的工作模态,验证了有限元模型的正确性。对实验中转子悬浮高度变化过程测试和研究分析,验证了柔性支承可倾瓦挤压膜气体轴承的悬浮承载特性。采用有限差分法和Newton-Raphson迭代法对悬浮承载特性分析模型进行求解,并建立瓦块受力分析模型,分析瓦块摆动过程。模型求解结果与对应实验测试结果吻合良好,验证了分析模型的有效性。研究了气压分布、悬浮承载力、瓦块位置等参量随时间的变化规律,分析了结构参数和运转状态对悬浮承载特性的影响,从理论角度分析了柔性支承可倾瓦挤压膜气体轴承悬浮承载机理。进一步从理论和实验角度研究了材料特性对轴承性能的影响。研究结果表明周期内大于环境气压的平均气膜压力为轴承提供悬浮力,材料特性对轴承悬浮承载特性具有明显的影响。建立了耦合工作模式下柔性支承可倾瓦挤压膜气体轴承的转动特性分析模型。设计加工了轴承转动特性测试实验台,测试了不同工作模式下声辐射力对轴承转动特性的影响,与构建的转子运动非线性模型求解结果对比,验证了模型的合理性。采用分析模型预测了不同工作模式下轴承安装方式、结构参数和驱动信号对轴承悬浮承载特性和转动特性的影响。研究结果表明耦合工作模式下的轴承悬浮力由动压效应产生的气膜力和挤压效应产生的声辐射力共同提供,声辐射力对转子的振动有一定的抑制作用,揭示了挤压膜气体轴承耦合工作模式下的工作机理。建立了考虑结构静态变形和动态变形的弹性铰链挤压膜气体轴承理论分析模型。基于有限元法采用ANSYS软件对轴承进行谐响应分析,并通过已有实验结果验证了有限元仿真模型的合理性。对直流偏置电压和交流电压驱动轴承产生的静态变形和动态变形分别进行拟合,并耦合到气膜表达式中。从理论角度分析了弹性铰链挤压膜气体轴承工作机理。通过理论模型分析了结构静态变形和动态变形对轴承转动特性的影响,研究了声辐射力对轴承稳定性的影响。通过与传统动压气体轴承比较,总结分析了挤压膜气体轴承特点。研究结果表明一定条件下结构静态变形和动态变形能够促进转子系统的稳定性,与传统动压气体轴承相比挤压膜气体轴承具有明显的优点。基于近场声悬浮原理提出了一种新型的非接触式超声马达,建立了耦合挤压气膜控制方程、转子运动方程和定子盘平衡方程的分析模型。通过设计搭建的实验台测试了马达的振动特性和转动特性,并验证了分析模型的正确性。采用实验测试和有限元分析的方法确定马达工作模态。从理论分析与实验测试两个方面揭示了非接触式超声马达驱动机理。研究结果表明定子盘的倾斜和非对称的结构模态造成马达产生了驱动转矩,驱动频率对转动特性有显着影响。综上所述,本文基于近场声悬浮原理,分别提出了一种新型的柔性支承可倾瓦挤压膜气体轴承和超声马达,并结合理论分析和实验测试方法对其进行了系统研究,同时对一种弹性铰链挤压膜气体轴承进行了深入的理论分析。建立了柔性支承可倾瓦挤压膜气体轴承悬浮承载特性和转动特性分析模型,采用有限元法对轴承进行了模态分析和应力分析,分别搭建了轴承振动特性、悬浮承载特性和转动特性测试实验台。建立了考虑结构静态变形和动态变形的弹性铰链挤压膜气体轴承理论分析模型,并基于有限元法对轴承进行了谐响应分析。通过实验测试结果验证了挤压膜气体轴承理论分析模型和有限元仿真模型的正确性,揭示了挤压膜气体轴承悬浮承载特性和耦合模式下运转特性的工作机理。理论与实验结果表明周期内大于环境气压的平均气压为挤压膜气体轴承提供了支撑悬浮力,挤压效应产生的声辐射力对转子的运动有一定抑制作用,一定条件下可以增强转子系统的稳定性。建立了新型非接触式超声马达理论分析模型,采用有限元法对超声马达进行了模态分析,并通过搭建的马达振动特性和转动特性测试实验台验证了理论分析模型和有限元仿真模型的有效性,揭示了非接触式超声马达驱动机理。本文的研究结果可以为挤压膜气体轴承和非接触式超声马达的设计、实验测试和理论分析提供一定的指导,为进一步推进挤压膜气体轴承和非接触式超声马达向实际工程应用奠定了基础。
林圣业[5]（2020）在《静压轴承与滚动轴承组合支承端面磨削主轴转子动力学研究》文中进行了进一步梳理端面磨削是一类常用的平面加工方法,端面磨削主轴是端面磨床的核心功能部件,研发高刚性的端面磨削主轴,对零件加工质量的提升具有重要意义。目前,端面磨削主轴采用纯滚动轴承或者纯滑动轴承支承,应当看到,提高纯滚动轴承端面磨削主轴的轴向承载能力,必须选用大规格的滚动轴承,而大规格滚动轴承必然增大了主轴的端面跳动与摩擦功耗,另外该类轴承依赖进口,成本高;而纯滑动轴承端面磨削主轴的制造精度要求高,摩擦功耗大。为了解决上述问题,本文借助于（大尺寸）水润滑静压推力轴承的大轴向承载能力、（小直径）滚动轴承的低成本与低摩擦功耗等技术优势,提出了一种水润滑静压推力轴承与滚动轴承组合支承的新型端面磨削主轴结构,旨在集高刚性、低成本、低功耗等优良性能于一体。由于新型组合支承端面磨削主轴结构有别于传统的纯滚动轴承或纯滑动轴承主轴,因此需要研究面向此类新型端面磨削主轴的动态设计理论与方法。本文围绕新型主轴的结构创新与动态设计开展了较为系统的研究,具体工作如下:（1）端面磨削主轴结构创新设计和动态设计策略分析提出了水润滑静压推力轴承、调心球轴承（主轴前支点）和成对角接触球轴承（主轴后支点,含弹性轴承座）组合支承的端面磨削主轴新结构;针对新型组合支承端面磨削主轴的结构特征,提出了并行开展主轴刚性转子动力学和柔性转子动力学分析的动态设计策略。（2）组合支承端面磨削主轴刚性转子动力学分析基于牛顿第二定律、刚体定轴转动定律,建立了组合支承端面磨削主轴5自由度刚体动力学模型;推导了调心球轴承和水润滑静压推力轴承动力特性系数的计算方法,采用加载法测定了后支承等效刚度;研制了组合支承端面磨削主轴动态特性参数测试装置,测试了主轴端面轴向振动量;分析了切削力作用下组合支承端面磨削主轴的刚性转子动力学特性,基于灵敏度分析法,揭示了主要参数对主轴刚性转子动力学特性参数的影响规律。（3）组合支承端面磨削主轴柔性转子动力学分析考虑水润滑静压推力轴承倾斜效应,推导了适用的改进传递矩阵,建立了组合支承端面磨削主轴柔性转子动力学模型;测试了轴端不平衡响应;分析了组合支承端面磨削主轴的柔性转子动力学特性,揭示了主要参数对主轴柔性转子动力学特性参数的影响规律;评估了组合支承端面磨削主轴的结构设计合理性与动态性能。（4）成对角接触球轴承电主轴动态特性分析考虑轴承配置形式、预紧方式、滚珠离心力和陀螺力矩效应,基于Hertz接触理论和套圈滚道控制理论建立了成对角接触球轴承5自由度准静力学模型;考虑成对角接触球轴承交叉耦合刚度,改进了传统传递矩阵,建立了成对角接触球轴承电主轴转子动力学模型;开展了理论模型验证实验;分析了成对角接触球轴承在不同配置形式和预紧条件下的刚度特性,揭示了成对角接触球轴承交叉耦合刚度对电主轴转子动力学特性的影响规律。研究结果表明:新型组合支承端面磨削主轴具有轴向承载能力大、回转精度高、摩擦功耗低和使用寿命长等优点,突破了传统纯滚动轴承端面磨削主轴和纯滑动轴承端面磨削主轴的性能缺陷。提出的并行开展主轴刚性转子动力学计算和柔性转子动力学计算,为新型组合支承端面磨削主轴的动态设计提供了有效的方法。建立的主轴转子-轴承系统动力学模型,能够较准确地描述新型组合支承端面磨削主轴的动力学行为,为其动态设计奠定了基础。对于本文研究的主轴,砂轮直径为100mm,通过引入直径70mm的水润滑静压推力轴承,使选用小规格滚动轴承成为可能,调心球轴承和成对角接触球轴承的内径分别为15mm和12mm;主轴轴向刚度为228N/μm,一阶临界转速为12565rpm,水润滑静压推力轴承、调心球轴承和成对角接触球轴承在6000rpm转速下的摩擦功耗分别为60.36W、4.13W和2.12W。本文的研究成果在机床旋转工作台等领域同样具有应用前景。
郑培培[6]（2020）在《超临界CO2气浮冷却装置主轴轴向温度分布和径向刚度研究》文中研究表明超临界二氧化碳（Supercritical Carbon Dioxide,SCO2）布雷顿循环发电技术是具有革命性、替代性的新一代发电技术。因循环过程中SCO2循环温度较高,透平机主轴冷却成为难题,透平机主轴冷却装置成为制约该技术进一步发展的关键装置。透平机主轴冷却设计需要满足发电装置对密封件、轴承、齿轮等部件的温度要求;此外透平机叶轮处于悬臂状态,在高速运转工况下,主轴的刚度直接影响到透平机运行稳定性。因此,研究冷却装置作用下透平机主轴的轴向温度分布特性和径向刚度特性对SCO2布雷顿循环发电技术的发展和透平机测试试验装置的研发具有十分重要的意义和价值。本文将透平机主轴冷却装置设计为以SCO2为冷却介质的气浮滑动轴承。针对该冷却装置和透平机主轴,采用理论分析和数值仿真的方法对透平机主轴轴向温度分布和冷却装置径向刚度进行了研究。基于微单元能量平衡法对主轴的温度分布进行理论分析,建立了主轴轴向温度分布的理论模型,并将理论分析结果和数值仿真结果进行了对比分析,结果表明:主轴轴向温度的理论分析结果和数值仿真结果有较好的一致性;研究了不同转速、压力工况下冷却装置的换热特性,结果表明:在普通状态下,压力对换热系数影响较小;CO2从亚临界到超临界变化过程中,换热系数曲线先增大后减小,在其临界点出现峰值;随着压力的增大换热系数曲线峰值出现右移与CO2临界点位置变化规律一致。主轴转速影响冷却介质的泰勒数和雷诺数,随主轴转速提高,换热系数整体出现较大幅度的增大。基于静压和静动压支承的分析方法对透平机主轴冷却装置的承载力和刚度进行了理论分析,推导出了承载力和刚度的表达式。利用数值方法对冷却装置和主轴的流—固—热耦合模型进行了研究,得到了供气压力、转速、偏心等参数对承载力及刚度的影响规律。结果表明:低转速下冷却装置内部动压效应极小,其对气膜压力的影响可以忽略;高转速下,动压效应的主要影响因素是转速和偏心率。低转速下,冷却装置气膜承载力和偏心率及进气压力均呈非线性正相关关系;高转速,偏心率较小的情况下,承载力大小随进气压力的变化更为明显;在高转速、大偏心率条件下,动压效应引起承载力的变化更为明显。较低转速下,随偏心率的增大,刚度先增大后减小,极值出现在偏心率0.32附近。高速动静压耦合效应下,转速和直接刚度Ktt呈正相关关系,对Knn的影响较小;交叉刚度Knt和Ktn随转速的提高表现出明显相反的趋势,Knt随转速提高逐渐减小,Ktn逐渐增大。通过对SCO2布雷顿循环透平机主轴冷却装置的研究,可以发现冷却装置对主轴冷却具有显着作用,且主轴转速、冷却剂压力对承载力和刚度均有一定的影响。本研究对透平机测试实验台研发及工程应用具有一定的参考价值。
武静[7]（2020）在《气浮轴承支承特性和微振动特性研究》文中认为气浮轴承因其高精度、低摩擦、有效隔离振动和清洁无污染等优势而成为超精密制造设备中的重要支承元件,广泛应用于光刻机、三坐标测量机等超精密设备领域。但随着超精密制造设备的运动速度的不断提高及加工定位精度向纳米级趋近,气浮轴承的微振动现象制约着轴承进一步提升。因此研究既能保证轴承承载能力又能削弱轴承微振动强度的节流结构,对提高气浮轴承运动精度有着重要意义。本文主要研究内容如下:1)首先,基于气体润滑基本理论,推导了轴承气膜流体处于稳态时气膜内部压力分布的控制方程,并在此基础上引入了扰动条件,推导了气膜在扰动特性下的非线性动态微分方程,并采用CFD动网格建模方法建立了气浮轴承的扰动计算模型。结合冲击射流理论阐述了气浮轴承的微振动机理,明确指出了气膜微振动现象与气旋运动现象之间的关系。2)为削弱轴承的微振动强度,提出了均压腔内凸起结构的气浮轴承的节流结构。采用k-ε湍流模型和大涡模拟模型对气浮轴承气膜流场进行了数值模拟计算,对比分析了节流孔出口圆角节流结构和均压腔内凸起节流结构对承载性能、气膜内部流场的压力波动、速度变化和涡量分布的影响。发现两种节流结构能在保持有腔小孔节流承载特性较好的优点下,减小气膜内湍流运动的紊乱程度,即两种节流结构能在不影响轴承承载性能的条件下抑制轴承的微振动。3)设计并搭建了气浮轴承微振动测试的实验平台,通过实验证实了理论推导与数值分析结果的准确性与可靠性。观测了节流孔圆角节流结构和均压腔内凸起节流结构在不同压力下气膜内微振动的幅频特性,研究证实了均压腔内凸起节流结构能更有效的削弱轴承微振动强度,提升气浮轴承在工作时的稳定性能。
顾延东[8]（2019）在《多孔质气体径向轴承静动特性研究及优化设计方法》文中研究说明轴承是基本机械零件之一,主要作用是支承和定位,对整个工作系统的性能有着根本性影响。气体静压轴承依靠外部供气和节流器形成支承气膜,多孔质节流器就是其中一种。相比于其它气体静压轴承,多孔质轴承具有承载能力较大、支承平稳等优点。为满足极端温度等特殊工况使用要求,采用碳纤维增强碳基复合材料（C/C多孔质）制造多孔质气体径向轴承。本文从理论建模、数值计算和实验方面开展了静动特性研究和优化设计工作,主要研究内容和创造性成果有:（1）根据润滑间隙内的流动特征,推导了雷诺润滑方程的完整形式,为建立不同应用的流动模型提供了理论基础。针对多孔质不透气下的动压润滑,根据速度边界条件,简化雷诺润滑方程并建立膜厚方程,得到了压力方程。基于有限差分法,采用二维均匀网格、中心差分格式、压力Dirichlet边界条件、松弛迭代法、迭代矩阵余量均方根收敛准则,建立了压力方程及后续其它三传方程的基本数值方法。（2）建立了气体动压轴承压力、速度、温度、粘度耦合的理论模型和数值计算方法。将三维温度方程在径向积分并平均,得到二维温度方程。经过网格Peclet数分析,发现偏心下温度方程中的对流项数量级增大,因此采用了二阶迎风格式,扩散项采用中心差分格式。在轴承两端的传热边界条件处理中,提出了基于流向和温度Dirichlet边界条件的虚拟节点法,实现了稳健的数值计算。同时,发现粘性耗散项中的压力功不能忽略。利用不可压流动下压力方程非守恒形式,基于分离求解思想,实现了压力、速度、温度、粘度耦合计算。使用C++编写了动压轴承求解器ABCP并在MATLAB上建立图形用户界面,用ABCP计算的承载能力、压力场、温度场等与Fluent相近,但ABCP实现了即时仿真。ABCP结果表明:温升会提高气体动压轴承的承载能力。（3）建立了两个多孔质轴承理论模型和数值计算方法。建模思路是:雷诺润滑方程描述气膜流动,Darcy方程描述多孔质Poiseuille流,连续方程封闭理论模型。第一个是一维模型,只考虑多孔质轴衬内径向流动,将Darcy方程在径向上积分并代入径向连续方程,得到了多孔质轴衬进口到出口的压力-速度方程,直接代入雷诺润滑方程,该模型的数值计算方法与气体动压轴承一致。第二个是三维模型,考虑多孔质轴衬内三维流动,将Darcy方程代入连续方程,得到多孔质压力Laplace方程,再用Darcy方程修改雷诺润滑方程中轴衬速度边界条件。在三维模型求解中,引入了非均匀三维网格、变步长差分格式,提出了处理压力NeumannLaplace方程的虚拟节点法,编写了两个多孔质轴承理论模型的求解器PBCP。PBCP计算结果与Fluent较相近,但PBCP实现了即时仿真。PBCP结果表明:滑移边界的承载能力与无滑移边界几乎相等。等温可压流动的承载能力大于不可压流动。承载能力随着多变指数增大而减小。（4）建立了多参数多目标多孔质轴承优化设计平台PBOP。总结了气体轴承主要参数的设计范围,利用PBCP对多孔质轴衬数、宽径比、间隙比、供气压力、供气粘度等进行了单因素分析,认为需考虑各设计参数的共同作用,才能获得较好的综合性能。首先,PBOP使用优化拉丁超立方试验设计,调用PBCP计算静特性,生成样本集。然后,使用两层前馈型神经网络,建立设计参数-静特性的近似模型,PBOP集成了LM-BP和GD-BP网络训练方法。最后,调用PlatEMO中的遗传算法NSGA-II寻优,得到Pareto前沿和Pareto集。以承载能力最大化、供气功率最小化为优化目标,对几何参数、多孔质透气参数、供气参数进行优化,PBOP结果表明:对于给定的设计范围,存在极限承载能力,同时存在最经济的供气功耗或最容易的加工参数。（5）建立了基于Fluent动网格的多孔质轴承动特性计算方法。使用Fluent UDF定义轴颈运动速度,利用均匀扩散光顺方法更新气膜网格。提出了坐标系转换方法,得到平衡位置处的涡动及气膜恢复力。采用最小二乘法求解线性超定方程组,得到等温可压流动下的动特性。结果表明:刚度和阻尼随着偏心率增大而减小。刚度和阻尼随着供气压力增大而增大。可压流动下气膜力响应滞后于扰动,而不可压流动下两者同步。不可压流动的承载能力大于可压流动,与静特性计算相反。承载能力随着扰动频率增大而减小。（6）搭建了C/C多孔质渗透率和C/C多孔质轴承实验台。结果显示:在气体质量流量与供气压差成正比的情况下,使用Darcy方程描述多孔质压力-速度关系。机加工造成C/C多孔质表面孔隙堵塞、碳纤维编织各向异性等问题使得C/C多孔质轴承渗透率小于C/C原材料。使用氮气和二氧化碳作为润滑剂,验证了C/C多孔质轴承可以实现气体静压润滑。气体静压承载能力随着供气压力增大而增大。改进了实验台并测试了水润滑铜和陶瓷轴承,结果显示:水动压承载能力随着转速增大而增大。
朱国振[9]（2019）在《静压与滚动混合轴承机床主轴热态特性分析》文中研究说明端面磨削是一种高效精密制造工艺。目前端面磨削主轴由滚动轴承支承,但是受到滚动轴承的振动、噪声、回转精度的影响,该支承方式不能满足大尺寸工件的磨削主轴的要求。针对大尺寸端面磨削主轴的发展现状,本文提出了水润滑静压推力轴承与滚动轴承混合支承的新型大尺寸端面磨削主轴。作为一类结构新颖的主轴系统,对其在高速工况下的热态特性建模与分析,有重要科学意义与工程价值。本文的具体内容如下:（1）静压与滚动混合轴承机床主轴热力学建模:建立了新型主轴的热力学建模,主要包括如下步骤:基于摩擦学和传热学理论,建立了主轴的能量流模型,计算了主轴的热源和热边界条件;（2）静压与滚动混合轴承机床主轴热态特性分析:基于主轴的热力学模型,运用有限元软件完成了主轴的热态特性分析,分析计算了主轴的温度场和热位移场,并研究了相关主要参数（如转速、偏心率、供水压力、粘度等）对主轴热态特性的影响。（3）静压与滚动混合轴承机床主轴热特性测试:对上述主轴开展热特性测试,测试了不同转速和供水压力情况下调心球轴承、轴瓦封水面和轴瓦回水槽的温升。研究结果表明,模型计算水润滑轴承在设计极限转速16000r/min的最高温升为1.8℃,轴端位移为5.5μm,采用10号油润滑轴承在12000r/min的最高温升高达115℃,轴端位移为49.4μm。经过实验测量,主轴保持空转,最高温升为2.5℃,理论计算结果与实验测量值基本吻合。本文提出的水润滑静压推力轴承与滚动轴承混合支承的端面磨削主轴,主轴发热量远远小于传统的磨床主轴,可望应用于端面磨床。
伍奕桦[10]（2019）在《多孔质可倾瓦轴承支承转子系统动力学分析及其实验研究》文中进行了进一步梳理气体润滑静压轴承具有刚度大、精度高、摩擦小、发热量小和无污染等优点,能够适应极端工作条件,广泛应用于精密测量仪器、半导体工业、航空航天工业等相关领域。近年来,鼓风机、制冷压缩机、微型燃气轮机等机械设备对功率密度的要求日益增高,需要转子系统运行在较高的工作转速。在较高的工作转速下,传统的滚动轴承磨损严重,轴承寿命大幅度降低。油润滑轴承在较高的工作转速下,轴承的摩擦损耗增大,润滑油温升较大,发热严重,降低了系统的机械效率。因此,传统的滚动轴承和油润滑轴承都很难满足高转速的工作条件,气体润滑静压轴承是高速旋转机械的一种选择。目前,气体润滑静压轴承多用于低速重载的工况,对其在高转速的应用研究较少。在高转速时,由于气膜涡动的影响,传统的径向静压轴承会产生比较强烈的次同步振动,从而影响轴承在高转速条件下的稳定性。本文在多孔质静压气体轴承的基础上,提出了一种可以改善轴承高速稳定性的多孔质可倾瓦轴承结构。论文的研究内容和取得的成果如下:（1）搭建多孔质材料渗透率测量实验台,测量不同密度的多孔质石墨材料的渗透率,分析了渗透率对材料性能的影响。在多孔质材料润滑理论的基础上,结合多孔质瓦块的运动方程,建立了多孔质可倾瓦轴承的理论模型。通过牛顿迭代法和有限差分法实现了多孔质可倾瓦轴承静压特性的求解,采用小扰动法求解多孔质可倾瓦轴承的动态特性。将多孔质瓦块的承载能力和气体流量的预测结果与文献中的结果进行对比,验证了理论模型的准确性。分析了多孔质可倾瓦轴承的静压效应和动压效应的作用机理,明确了轴承间隙的合理范围,讨论了轴承间隙、供气压力、瓦块的径向刚度和转动刚度对轴承偏心率、气体流量以及动态特性的影响。（2）为了更加准确的预测轴承中轴颈的运动情况,将轴颈的运动方程,瓦块的运动方程和气体流动方程进行耦合,建立了多孔质可倾瓦轴承的非线性模型。讨论了外部供气压力对多孔质可倾瓦轴承稳定性的影响,分析了供气压力,轴承间隙,瓦块的径向刚度、转动刚度和供气方式对轴承非线性特性的影响。研究多孔质可倾瓦轴承的非线性特性,有助于理解轴承供气压力以及轴承参数对轴承稳定性的影响,为多孔质可倾瓦轴承的结构设计提供理论依据。（3）设计、搭建了多孔质可倾瓦轴承支承的轴承-转子实验台。分析了转子不转动时,轴承供气压力对转子悬浮高度和轴承流量的影响。通过降速实验,研究了轴承供气压力、供气方式以及不平衡质量对转子系统动态响应特性的影响。（4）建立了多孔质可倾瓦轴承支承转子系统的动力学模型。模型中考虑了刚性转子模型,气体在多孔质材料内部与气膜层的流动方程、瓦块的运动方程和转子的运动方程。分析了系统产生次同步振动的原因,以及转子质量、供气压力、瓦块预载、瓦块安装方式对轴承-转子系统动力学响应的影响。综上所述,本文提出了多孔质可倾瓦轴承结构,建立了多孔质可倾瓦轴承的理论模型和轴承的非线性模型。通过理论分析的方法,讨论了轴承参数对多孔质可倾瓦轴承静、动态性能以及非线性特性的影响。搭建了多孔质可倾瓦支承的轴承-转子实验台,验证了多孔质可倾瓦轴承在高速旋转机械领域应用的可行性,分析了转子动态响应特性在不同供气压力,不同不平衡质量条件下的变化情况。建立了多孔质可倾瓦轴承支承转子系统的理论模型,分析了系统参数对轴承-转子系统动力学响应的影响,为进一步将多孔质可倾瓦轴承应用到高速旋转机械进行了探索。
二、指纹摩擦特性测试系统的气体静压支承装置（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、指纹摩擦特性测试系统的气体静压支承装置（论文提纲范文）
（1）超精密竖直静压滑台设计及其精度控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景及重要意义 |
| 1.3 国内外相关研究现状与分析 |
| 1.3.1 超精密竖直滑台的研究现状与分析 |
| 1.3.2 静压导轨结构及其流量控制方法的研究现状与分析 |
| 1.3.3 静压滑台工作性能优化方法研究现状与分析 |
| 1.3.4 静压滑台运动精度控制方法研究现状与分析 |
| 1.3.5 相关研究的综合评述 |
| 1.4 研究目标及主要研究内容 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 1.5 论文的章节安排 |
| 第二章 超精密整体式竖直静压滑台的设计 |
| 2.1 整体式竖直静压滑台的结构设计 |
| 2.1.1 整体式立柱及静压滑块的设计 |
| 2.1.2 悬臂板导轨的设计 |
| 2.1.3 整体式竖直静压滑台的结构仿真研究 |
| 2.1.4 悬臂板导轨的仿真分析与实验验证 |
| 2.2 多油垫静压支承的结构设计及其流量控制方法研究 |
| 2.2.1 不等面积的多油垫静压支承结构设计 |
| 2.2.2 多油垫静压支承的混联式流量控制方法研究 |
| 2.2.3 混联式控制的多油垫静压支承的仿真研究 |
| 2.3 其它关键部件的设计 |
| 2.3.1 预压预调式单面薄膜反馈节流器的工作原理 |
| 2.3.2 驱动及位置检测系统的设计 |
| 2.3.3 竖直静压滑台重力平衡及自锁系统的设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 变油膜厚度的静压滑台工作性能综合控制方法研究 |
| 3.1 变油膜厚度的静压支承设计理论与模型构建 |
| 3.1.1 考虑系统误差的变油膜厚度计算模型构建 |
| 3.1.2 变油膜厚度的薄膜式润滑理论模型构建 |
| 3.1.3 竖直静压滑台的动力学计算模型构建 |
| 3.2 变油膜厚度的静压滑台工作性能预测模型构建 |
| 3.2.1 承载力预测模型构建 |
| 3.2.2 刚度预测模型构建 |
| 3.2.3 动刚度预测模型构建 |
| 3.2.4 快速响应时间预测模型构建 |
| 3.2.5 温度预测模型构建 |
| 3.3 静压滑台工作性能综合控制与实验验证 |
| 3.3.1 静压滑台工作性能的综合优化模型构建 |
| 3.3.2 设计参数对静压滑台关键指标的影响研究 |
| 3.3.3 静压滑台综合性能控制方法研究 |
| 3.3.4 静压滑台工作性能的测试实验 |
| 3.3.5 静压滑台工作性能的优化结果与结论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 超精密竖直静压滑台的精度测量与控制方法研究 |
| 4.1 考虑工况的竖直静压滑台运动精度控制方法研究 |
| 4.1.1 运动误差的检测与评价方法 |
| 4.1.2 考虑温度变化的运动精度控制方法研究 |
| 4.1.3 考虑工作速度的运动精度控制方法研究 |
| 4.1.4 考虑温度和速度变化的运动精度控制方法研究 |
| 4.2 小尺寸圆的两轴联动精度测量与控制方法研究 |
| 4.2.1 基于移动反射信号的两轴联动误差测量方法研究 |
| 4.2.2 两轴联动误差评价方法研究 |
| 4.2.3 两轴联动精度控制方法及实验验证 |
| 4.3 基于因子分解机(FM)的精度控制方法研究 |
| 4.3.1 FM理论及其算法研究 |
| 4.3.2 考虑实际工况的两轴联动精度控制模型构建 |
| 4.3.3 基于FM的运动轴精度控制实验与结论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 超精密曲面数控机床的应用测试与评价 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 超精密竖直静压滑台加工精度的测试与评价 |
| 5.2.1 考察静压滑台加工精度的试件设计 |
| 5.2.2 静压滑台加工精度测试与结果分析 |
| 5.3 竖直静压滑台与其它轴的联动加工精度测试与评价 |
| 5.3.1 考察两轴联动加工精度的试件设计 |
| 5.3.2 两轴联动加工精度测试与结果分析 |
| 5.4 挠性接头细颈加工及其精度评价 |
| 5.4.1 挠性接头特征及其精度要求 |
| 5.4.2 挠性接头细颈加工及其精度分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附件1 试件1尺寸精度原始测量报告 |
| 附件2 试件2关键特征值原始测量数据报告 |
| 攻读博士期间参与的科研项目及发表的学术论文 |
| 致谢 |
（2）环形多孔集成节流器空气静压轴承气膜流场研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 空气静压轴承国内外研究现状 |
| 1.2.1 空气静压轴承理论的研究现状 |
| 1.2.2 空气静压轴承静特性的研究现状 |
| 1.2.3 空气静压轴承动特性的研究现状 |
| 1.2.4 空气静压轴承气膜流场特性的研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 2 环形多孔集成节流器空气静压轴承结构原理和数学模型 |
| 2.1 环形多孔集成节流器空气静压轴承物理模型及工作原理 |
| 2.1.1 环形多孔集成节流器空气静压轴承物理模型 |
| 2.1.2 环形多孔集成节流器空气静压轴承工作原理 |
| 2.2 环形多孔集成节流器空气静压轴承数学模型 |
| 2.2.1 气膜理论模型建立 |
| 2.2.2 数学模型推导 |
| 2.2.3 气体润滑控制方程推导 |
| 2.2.4 边界条件 |
| 2.3 环形多孔集成节流器空气静压轴承承载力与刚度的计算 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 环形多孔集成节流器空气静压轴承静特性研究 |
| 3.1 环形多孔集成节流器空气静压轴承数值分析 |
| 3.1.1 数值求解方法选择 |
| 3.1.2 离散网格划分 |
| 3.1.3 气体润滑控制方程离散 |
| 3.2 环形多孔集成节流器空气静压轴承数值计算 |
| 3.2.1 计算参数设定 |
| 3.2.2 网格划分及边界条件设定 |
| 3.2.3 实例计算结果分析 |
| 3.3 环形多孔集成节流器空气静压轴承静特性影响因素分析 |
| 3.3.1 供气压力对静特性的影响 |
| 3.3.2 节流孔孔数对静特性的影响 |
| 3.3.3 节流孔分布圆半径对静特性的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 环形多孔集成节流器空气静压轴承大涡模拟数值计算 |
| 4.1 环形多孔集成节流器空气静压轴承建模 |
| 4.2 有限体积法离散控制方程 |
| 4.3 大涡模拟的数学模型 |
| 4.4 环形多孔集成节流器空气静压轴承气膜流场数值模拟 |
| 4.4.1 网格划分 |
| 4.4.2 边界条件及求解参数设置 |
| 4.5 大涡模拟计算结果实例分析 |
| 4.5.1 气膜流场压力的分析 |
| 4.5.2 气膜流场温度的分析 |
| 4.5.3 气膜流场速度的分析 |
| 4.6 环形多孔集成节流器空气静压轴承节流孔出口处流场特性影响因素 |
| 4.6.1 供气压力对气膜流场特性的影响 |
| 4.6.2 节流孔孔数对气膜流场特性的影响 |
| 4.6.3 节流孔分布圆半径对气膜流场特性的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 环形多孔集成节流器空气静压轴承实验研究 |
| 5.1 环形多孔集成节流器空气静压轴承静特性实验研究 |
| 5.1.1 静特性实验原理及方案设计 |
| 5.1.2 空气静压轴承静特性实验 |
| 5.2 环形多孔集成节流器空气静压轴承微振动实验研究 |
| 5.2.1 微振动的实验原理及方案设计 |
| 5.2.2 微振动的振源辨别 |
| 5.2.3 空气静压轴承微振动实验 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
| 致谢 |
（3）旋杯雾化器气浮轴承结构优化及动态特性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.1.1 课题研究背景 |
| 1.1.2 课题的来源及研究意义 |
| 1.2 气动涡轮离心雾化装置的概述 |
| 1.2.1 气动涡轮离心雾化装置的工作原理 |
| 1.2.2 气动涡轮轴承-转子系统概念 |
| 1.2.3 气动涡轮运行不平稳的问题分析 |
| 1.3 气浮轴承国内外发展状况及应用 |
| 1.3.1 国外气浮轴承发展及研究现状 |
| 1.3.2 气浮轴承国内发展及研究现状 |
| 1.4 本文的研究内容与特色 |
| 2.静压气浮轴承气体润滑理论及数学计算模型 |
| 2.1 静压气浮轴承的工作原理 |
| 2.1.1 静压气浮轴承节流器的特点及选择 |
| 2.2 静压气浮轴承的数学计算模型 |
| 2.3 静压气体润滑理论 |
| 2.3.1 N-S方程 |
| 2.3.2 连续性方程 |
| 2.3.3 状态方程 |
| 2.3.4 Reynolds方程 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 气动涡轮静压气浮轴承的静态优化设计 |
| 3.1 静压气浮径向轴承的静态特性分析与优化 |
| 3.1.1 静压气浮径向轴承承载力和刚度的计算及支承方式优化 |
| 3.1.2 气浮轴承的有限元分析 |
| 3.1.3 仿真软件的介绍及数学计算模型的结构化网格划分 |
| 3.1.4 静压气浮径向轴承的结构参数优化 |
| 3.2 静压气浮止推轴承的结构参数优化 |
| 3.2.1 静压气浮止推轴承的工作原理 |
| 3.2.2 静压气浮止推轴承的有限元分析 |
| 3.2.3 结构参数的优化设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 静压气浮径向轴承动压润滑效应对其性能的影响 |
| 4.1 气体动压润滑 |
| 4.1.1 不可压缩流体的动压效应 |
| 4.1.2 可压缩流体的动压效应 |
| 4.2 静压气浮径向轴承动压效应仿真 |
| 4.2.1 转速对静压气浮径向轴承承载力的影响 |
| 4.2.2 动压效应下供气压力对轴承性能的影响 |
| 4.2.3 动压效应下偏心率对轴承承载力的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 气动涡轮轴承-转子系统的动态特性研究 |
| 5.1 静压气浮轴承-转子系统的模态分析 |
| 5.1.1 模态分析的基本理论 |
| 5.1.2 静压气浮轴承-转子系统的模态分析 |
| 5.1.3 气动涡轮空心轴的临界转速 |
| 5.2 静压气浮轴承-转子系统的谐响应分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 旋杯雾化器气动涡轮离心雾化装置的振动实验 |
| 6.1 实验设备及其参数 |
| 6.2 实验结果及数据分析 |
| 6.3 实验结果分析与总结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果 |
| 致谢 |
（4）基于近场声悬浮的非接触式轴承和超声马达理论分析与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 声悬浮技术分类及特点 |
| 1.2.1 驻波悬浮技术 |
| 1.2.2 近场声悬浮技术 |
| 1.3 挤压膜气体轴承国内外研究现状及分析 |
| 1.3.1 挤压膜气体轴承理论研究概述 |
| 1.3.2 挤压膜气体轴承技术研究现状 |
| 1.4 非接触式超声马达国内外研究现状及分析 |
| 1.4.1 超声马达驱动原理及研究历史简述 |
| 1.4.2 非接触式超声马达国内外研究现状 |
| 1.5 本文主要研究内容及研究思路概述 |
| 1.5.1 本文主要研究内容 |
| 1.5.2 本文研究思路概述 |
| 第2章 柔性支承可倾瓦挤压膜气体轴承理论模型及振动悬浮特性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 新型挤压膜气体轴承结构及工作机理 |
| 2.2.1 轴承结构 |
| 2.2.2 挤压悬浮工作机理 |
| 2.3 新型挤压膜气体轴承理论模型 |
| 2.3.1 模型示意图及模型假设 |
| 2.3.2 挤压膜气体控制方程 |
| 2.3.3 挤压气膜表达式 |
| 2.4 新型挤压膜气体轴承有限元分析 |
| 2.4.1 有限元分析基础理论与求解步骤 |
| 2.4.2 轴承模态分析 |
| 2.4.3 轴承应力分析 |
| 2.5 新型挤压膜气体轴承振动特性研究 |
| 2.5.1 轴承振动特性测试实验台 |
| 2.5.2 瓦块共振频率与振动幅值测试 |
| 2.5.3 瓦块振型测试及对比分析 |
| 2.6 新型挤压膜气体轴承悬浮特性研究 |
| 2.6.1 轴承悬浮特性测试实验台 |
| 2.6.2 轴承悬浮特性测试结果及分析 |
| 2.7 小结 |
| 第3章 柔性支承可倾瓦挤压膜气体轴承悬浮承载特性理论分析与实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 挤压膜气体控制方程数值求解 |
| 3.2.1 求解域网格划分及控制方程离散 |
| 3.2.2 基于Newton-Raphson法的迭代求解 |
| 3.2.3 挤压膜气体轴承求解边界条件 |
| 3.2.4 挤压膜气体控制方程程序计算流程图 |
| 3.2.5 轴承承载力求解及瓦块受力分析 |
| 3.3 轴承承载特性预测及理论模型验证 |
| 3.4 挤压膜气体轴承悬浮机理及悬浮承载特性理论分析 |
| 3.4.1 轴承悬浮机理分析 |
| 3.4.2 轴承悬浮承载特性分析 |
| 3.5 材料特性对轴承性能影响的理论分析与实验研究 |
| 3.5.1 不同材料的轴承有限元分析及实验验证 |
| 3.5.2 不同材料的轴承悬浮机理对比分析 |
| 3.5.3 不同材料的轴承悬浮特性对比分析 |
| 3.5.4 不同材料的轴承承载特性对比分析 |
| 3.6 小结 |
| 第4章 柔性支承可倾瓦挤压膜气体轴承转动特性理论分析与实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 新型挤压膜气体轴承耦合工作机理及工作模式 |
| 4.2.1 轴承耦合工作机理 |
| 4.2.2 轴承耦合工作模式 |
| 4.3 新型挤压膜气体轴承转动特性理论模型 |
| 4.3.1 耦合工作模式下挤压膜气体控制方程 |
| 4.3.2 耦合工作模式下转子运动的非线性模型 |
| 4.4 新型挤压膜气体轴承转动特性测试实验台及测试过程 |
| 4.4.1 轴承转动特性测试实验台 |
| 4.4.2 轴承转动特性测试过程及方法 |
| 4.5 新型挤压膜气体轴承转动特性理论分析 |
| 4.5.1 轴承耦合工作模式机理分析 |
| 4.5.2 不同参数下轴承转动特性分析 |
| 4.6 声辐射力对转子运动轨迹影响的理论分析与实验研究 |
| 4.7 小结 |
| 第5章 弹性铰链挤压膜气体轴承理论模型及稳定性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 弹性铰链挤压膜气体轴承结构及工作机理 |
| 5.3 弹性铰链挤压膜气体轴承理论模型 |
| 5.4 弹性铰链挤压膜气体轴承有限元分析及模型验证 |
| 5.4.1 轴承有限元模型验证 |
| 5.4.2 轴承谐响应分析 |
| 5.5 弹性铰链挤压膜气体轴承结果分析 |
| 5.5.1 弹性铰链挤压膜气体轴承理论模型验证 |
| 5.5.2 弹性铰链挤压膜气体轴承运转机理分析 |
| 5.5.3 弹性铰链挤压膜气体轴承转动特性分析 |
| 5.5.4 弹性铰链挤压膜气体轴承稳定性分析 |
| 5.6 挤压膜气体轴承特点总结及分析 |
| 5.7 小结 |
| 第6章 新型非接触式超声马达理论分析与实验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 新型非接触式超声马达结构及工作机理 |
| 6.2.1 新型超声马达结构 |
| 6.2.2 新型超声马达工作机理 |
| 6.3 新型非接触式超声马达理论模型 |
| 6.3.1 马达挤压气膜控制方程 |
| 6.3.2 马达气膜表达式与边界条件 |
| 6.3.3 基于有限差分法的数值求解 |
| 6.3.4 定子盘及转子运动模型 |
| 6.4 马达运转特性测试实验台及测试系统 |
| 6.5 新型非接触式超声马达有限元分析及振动特性测试 |
| 6.5.1 马达定子模态振型有限元分析及实验测试 |
| 6.5.2 马达定子盘振动幅值曲线 |
| 6.6 新型非接触式超声马达理论与实验结果对比分析 |
| 6.6.1 马达工作机理分析及模型验证 |
| 6.6.2 马达转动特性分析 |
| 6.7 小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间发表的论文和参与的学术活动 |
| 附录B 攻读学位期间参与的科研项目和获得的奖项 |
（5）静压轴承与滚动轴承组合支承端面磨削主轴转子动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 机床主轴转子-轴承系统动力学研究现状 |
| 1.2.1 机床主轴转子-轴承结构 |
| 1.2.2 机床主轴转子-轴承动力学分析 |
| 1.3 有待解决的问题 |
| 1.4 论文的主要研究内容 |
| 第二章 组合支承端面磨削主轴转子动力学建模 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 主轴转子-轴承结构 |
| 2.3 主轴动态设计策略 |
| 2.4 考虑切削力激励的主轴5自由度刚体动力学建模 |
| 2.4.1 主轴转子受力平衡方程 |
| 2.4.2 主轴转子受迫振动方程 |
| 2.4.3 主轴转子自由运动方程 |
| 2.5 考虑推力轴承倾斜效应的主轴柔性转子动力学建模 |
| 2.5.1 改进传递矩阵 |
| 2.5.2 不平衡响应 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 调心球轴承刚度特性分析 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 调心球轴承力学建模 |
| 3.2.1 假设条件 |
| 3.2.2 协调方程 |
| 3.2.3 受力平衡方程 |
| 3.3 调心球轴承刚度系数求解 |
| 3.4 调心球轴承刚度分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 水润滑静压推力轴承静动态特性分析 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 水润滑静压推力轴承理论建模 |
| 4.2.1 假设条件 |
| 4.2.2 基本方程 |
| 4.2.3 摄动方程 |
| 4.3 数值求解 |
| 4.3.1 静态特性 |
| 4.3.2 动态特性 |
| 4.4 水润滑静压推力轴承静动态特性参数分析 |
| 4.4.1 静态特性 |
| 4.4.2 动态特性 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 组合支承端面磨削主轴刚性转子动力学分析 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 主轴刚性转子动力学特性 |
| 5.2.1 主轴转子-轴承系统特征值 |
| 5.2.2 主轴端面振动 |
| 5.2.3 轴端刚度 |
| 5.3 主轴刚体动力学模型实验验证 |
| 5.3.1 实验装置介绍 |
| 5.3.2 后支承等效刚度测定 |
| 5.3.3 主轴端面轴向振动测试 |
| 5.4 主要参数对主轴刚性转子动力学特性的影响 |
| 5.4.1 水润滑静压推力轴承 |
| 5.4.2 滚动轴承 |
| 5.4.3 切削力 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 组合支承端面磨削主轴柔性转子动力学分析 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 主轴柔性转子动力学特性 |
| 6.2.1 不平衡响应 |
| 6.2.2 轴端径向刚度 |
| 6.2.3 转子扭振固有频率和剪切强度 |
| 6.3 主轴柔性转子动力学模型实验验证 |
| 6.4 主要参数对主轴柔性转子动力学特性的影响 |
| 6.4.1 水润滑静压推力轴承 |
| 6.4.2 滚动轴承 |
| 6.5 组合支承端面磨削主轴结构设计合理性和动态特性评估 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 成对角接触球轴承电主轴动态特性分析 |
| 7.1 概述 |
| 7.2 电主轴转子-轴承系统动力学建模 |
| 7.2.1 成对角接触球轴承力学建模 |
| 7.2.2 转子固有频率和不平衡响应 |
| 7.3 电主轴转子-轴承系统动力学模型实验验证 |
| 7.3.1 成对角接触球轴承刚度测试 |
| 7.3.2 轴端不平衡响应测试 |
| 7.4 电主轴转子-轴承系统动力学特性分析 |
| 7.4.1 成对角接触球轴承刚度分析 |
| 7.4.2 轴承倾斜效应对电主轴动态特性的影响 |
| 7.5 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录Ⅰ Hertz点接触刚度计算方法 |
| 附录Ⅱ 滚动轴承摩擦功耗计算方法 |
| 附录Ⅲ 转子扭振固有频率和剪切应力计算方法 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（6）超临界CO2气浮冷却装置主轴轴向温度分布和径向刚度研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景概述 |
| 1.1.2 课题研究的目的和意义 |
| 1.1.3 课题来源 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 透平机主轴传热及温度分布研究现状 |
| 1.2.2 静压支承刚度研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容和方法 |
| 第2章 sCO_2物性定义及透平机主轴冷却装置结构 |
| 2.1 sCO_2物性定义 |
| 2.2 sCO_2透平机整体布局 |
| 2.3 主轴冷却系统原理 |
| 2.4 sCO_2透平机冷却装置结构 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 透平机主轴冷却装置模型建立 |
| 3.1 计算流体力学基础 |
| 3.2 计算流体力学控制方程 |
| 3.2.1 质量守恒方程 |
| 3.2.2 动量守恒方程 |
| 3.2.3 能量守恒方程 |
| 3.2.4 湍流判断方程 |
| 3.2.5 控制方程的离散 |
| 3.3 冷却装置主轴旋转摩擦生热分析 |
| 3.4 冷却装置流—固—热耦合分析前处理 |
| 3.4.1 流—固—热耦合模型建立 |
| 3.4.2 耦合工况及边界条件 |
| 3.4.3 网格无关性检验 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 冷却装置换热特性和透平机主轴轴向温度分布特性 |
| 4.1 主轴温度分布模型分析 |
| 4.2 冷却装置流体传热特性分析 |
| 4.3 主轴温度分布特性 |
| 4.4 轴向温度的理论结果与数值计算结果对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 sCO_2循环透平机主轴冷却装置刚度特性 |
| 5.1 透平机主轴冷却装置静态刚度分析 |
| 5.1.1 轴径静态承载理论分析及刚度模型建立 |
| 5.1.2 流场压力分布特性 |
| 5.1.3 气膜承载力特性 |
| 5.1.4 冷却装置刚度特性 |
| 5.2 主轴冷却装置动静压耦合效应分析 |
| 5.2.1 动压效应形成机理 |
| 5.2.2 静动压支承理论模型 |
| 5.2.3 耦合效应下流场压力分布特性 |
| 5.2.4 动压效应影响因素分析 |
| 5.2.5 偏位角及承载力特性分析 |
| 5.2.6 耦合效应下刚度特性分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（7）气浮轴承支承特性和微振动特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 气浮轴承数学建模方法研究现状 |
| 1.2.2 气浮轴承静、动态特性研究现状 |
| 1.2.3 气浮轴承微振动特性及其抑制研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第二章 气浮轴承的数学建模及微振动机理分析 |
| 2.1 气浮轴承的分类及工作原理 |
| 2.1.1 气浮轴承的分类 |
| 2.1.2 静压气浮轴承的工作原理 |
| 2.2 气体润滑的控制方程 |
| 2.2.1 质量守恒方程 |
| 2.2.2 动量守恒方程 |
| 2.2.3 静态特性控制方程的推导 |
| 2.2.4 动态特性控制方程的推导 |
| 2.3 气浮轴承的扰动建模技术 |
| 2.4 气浮轴承的微振动机理分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 气浮轴承的数值模拟分析 |
| 3.1 气膜流场数值模拟模型的建立 |
| 3.1.1 标准k-ε湍流模型 |
| 3.1.2 大涡数值模拟(LES)模型 |
| 3.2 CFD计算模型的建立 |
| 3.2.1 网格划分 |
| 3.2.2 材料定义 |
| 3.2.3 边界条件设置 |
| 3.2.4 求解条件设置 |
| 3.3 气浮轴承的静态特性分析 |
| 3.3.1 R-type节流结构对轴承静态特性的影响 |
| 3.3.2 T-type节流结构对轴承静态特性的影响 |
| 3.4 气浮轴承的瞬态特性分析 |
| 3.4.1 R-type节流结构对均压腔内流场的影响 |
| 3.4.2 T-type节流结构对均压腔内流场的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 气浮轴承微振动的实验研究 |
| 4.1 实验原理及装置介绍 |
| 4.2 实验结果与分析 |
| 4.2.1 R-type节流结构对气浮轴承的微振动特性的影响 |
| 4.2.2 T-type节流结构对气浮轴承微振动的特性的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文总结 |
| 5.2 论文不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士期间科研成果 |
（8）多孔质气体径向轴承静动特性研究及优化设计方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景及目的 |
| 1.2 气体轴承静动特性研究现状 |
| 1.3 多孔质轴承研究现状 |
| 1.3.1 多孔质轴承材料研究现状 |
| 1.3.2 多孔质气体轴承静动特性研究现状 |
| 1.4 轴承优化研究现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第二章 气体动压径向轴承理论建模与数值计算 |
| 2.1 雷诺润滑方程 |
| 2.2 径向轴承膜厚方程 |
| 2.3 气体动压径向轴承压力建模与数值计算 |
| 2.3.1 动压径向轴承支承原理 |
| 2.3.2 气体动压径向轴承压力方程 |
| 2.3.3 压力方程数值计算 |
| 2.4 气体动压径向轴承温度建模与数值计算 |
| 2.4.1 气体动压径向轴承温度方程 |
| 2.4.2 温度方程数值计算 |
| 2.4.3 气体温-粘模型 |
| 2.4.4 外迭代收敛判据和计算程序开发 |
| 2.5 ABCP和 Fluent计算结果对比 |
| 2.5.1 Fluent计算设置 |
| 2.5.2 Fluent网格无关性分析 |
| 2.5.3 ABCP网格无关性分析 |
| 2.5.4 承载能力与压力对比 |
| 2.5.5 温度对比 |
| 2.5.6 温-粘对承载能力的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 多孔质气体径向轴承理论建模与数值计算 |
| 3.1 制造材料及支承原理 |
| 3.1.1 C/C多孔质 |
| 3.1.2 多孔质气体径向轴承支承原理 |
| 3.2 多孔质气体径向轴承一维模型与数值计算 |
| 3.2.1 多孔质Darcy方程 |
| 3.2.2 多孔质气体径向轴承一维模型 |
| 3.3 多孔质气体径向轴承三维模型与数值计算 |
| 3.3.1 多孔质气体径向轴承三维模型 |
| 3.3.2 三维模型数值计算 |
| 3.3.3 不同转速和名义间隙下界面滑移对静特性的影响 |
| 3.3.4 不同供气压力下可压和不可压流动的静特性对比 |
| 3.4 PBCP和 Fluent计算结果对比 |
| 3.4.1 Fluent计算设置 |
| 3.4.2 Fluent网格无关性分析 |
| 3.4.3 PBCP网格无关性分析 |
| 3.4.4 承载能力与偏位角对比 |
| 3.4.5 压力对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 设计参数对多孔质气体径向轴承静特性的影响 |
| 4.1 轴承无量纲参数的定义 |
| 4.1.1 多孔质轴衬数 |
| 4.1.2 无量纲几何参数的定义及设计范围 |
| 4.1.3 无量纲静特性的定义 |
| 4.2 多孔质数对静特性的影响 |
| 4.3 宽径比对静特性的影响 |
| 4.4 间隙比对静特性的影响 |
| 4.5 供气参数对静特性的影响 |
| 4.5.1 供气压力 |
| 4.5.2 供气粘度 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 多参数多目标多孔质气体径向轴承优化设计 |
| 5.1 优化流程 |
| 5.2 试验设计 |
| 5.2.1 基本概念 |
| 5.2.2 优化拉丁超立方设计 |
| 5.3 近似模型 |
| 5.3.1 前馈型人工神经网络 |
| 5.3.2 反向传播方法及梯度下降算法的应用 |
| 5.3.3 Levenberg-Marquardt算法在反向传播方法中的应用 |
| 5.4 优化算法 |
| 5.4.1 基本概念 |
| 5.4.2 多目标遗传算法 |
| 5.5 优化设置与结果 |
| 5.5.1 优化设置 |
| 5.5.2 优化结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 基于Fluent动网格的多孔质气体径向轴承动特性研究 |
| 6.1 滑动轴承动特性 |
| 6.1.1 动特性定义 |
| 6.1.2 动特性计算方法 |
| 6.2 Fluent动网格技术 |
| 6.2.1 动网格应用场合 |
| 6.2.2 动网格运动方式及处理策略 |
| 6.2.3 动网格重构方法 |
| 6.3 基于Fluent动网格的多孔质轴承动特性计算 |
| 6.3.1 坐标系转换及数据处理方法 |
| 6.3.2 不同偏心率下动特性分析 |
| 6.3.3 不同供气压力下动特性分析 |
| 6.4 转子直线运动下静动特性分析 |
| 6.5 转子圆形运动下静动特性分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 C/C多孔质气体径向轴承实验研究 |
| 7.1 C/C多孔质气体轴承实验设置与结果分析 |
| 7.1.1 C/C多孔质渗透率测试 |
| 7.1.2 C/C多孔质气体轴承实验台 |
| 7.1.3 C/C多孔质气体轴承实验结果与分析 |
| 7.2 水润滑轴承实验设置与结果分析 |
| 7.2.1 改进的轴承实验台 |
| 7.2.2 水润滑轴承实验结果与分析 |
| 7.3 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 研究总结 |
| 8.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 |
| 附录2 |
| 附录3 |
| 附录4 |
| 附录5 |
| 作者在攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）静压与滚动混合轴承机床主轴热态特性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 端面磨削主轴结构研究现状分析 |
| 1.2.2 主轴热分析研究现状 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 论文的研究内容 |
| 第二章 静压与滚动混合轴承机床主轴热力学建模 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 主轴结构介绍 |
| 2.3 主轴系统能量流模型建立 |
| 2.4 主轴系统热源计算 |
| 2.4.1 水润滑静压推力轴承热功率计算 |
| 2.4.2 滚动轴承热功率计算 |
| 2.5 主轴系统热边界条件计算 |
| 2.5.1 滚动轴承段的油气润滑强迫对流 |
| 2.5.2 旋转主轴与空气接触段和空气的强迫对流 |
| 2.5.3 水润滑静压轴承与滚动轴承混合支承主轴系统静止部分和空气的复合传热 |
| 2.6 主轴系统有限元模型 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 静压与滚动混合轴承机床主轴系统热态分析 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 主轴系统温度场分布 |
| 3.3 主轴系统热位移场分布 |
| 3.4 主要参数对主轴热态特性的影响 |
| 3.4.1 主轴转速对主轴系统热态特性的影响 |
| 3.4.2 主轴偏心率对主轴系统热态特性的影响 |
| 3.4.3 水泵供水压力对主轴系统热态特性的影响 |
| 3.4.4 润滑介质的粘度对主轴系统热态特性的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 静压与滚动混合轴承机床主轴热特性测试 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 实验目的与实验内容 |
| 4.3 主轴系统试验台结构简介 |
| 4.3.1 温度测量系统 |
| 4.3.2 电主轴系统 |
| 4.3.3 非接触式加载装置设计 |
| 4.3.4 高压水泵系统 |
| 4.3.5 油气润滑系统 |
| 4.4 实验流程介绍 |
| 4.5 实验结果与分析 |
| 4.5.1 不同条件下的主轴系统热态特性试验 |
| 4.5.2 试验结果与理论结果对比 |
| 4.5.3 试验数据误差分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（10）多孔质可倾瓦轴承支承转子系统动力学分析及其实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 多孔质轴承的研究现状 |
| 1.2.2 可倾瓦轴承的研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 多孔质可倾瓦轴承的润滑理论模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 多孔质材料的性质 |
| 2.2.1 多孔质材料的孔隙率 |
| 2.2.2 多孔质材料的渗透率 |
| 2.2.3 多孔质材料渗透率的实验测量 |
| 2.3 多孔质可倾瓦轴承的结构 |
| 2.3.1 多孔质可倾瓦轴承的结构 |
| 2.3.2 多孔质可倾瓦轴承的结构模型 |
| 2.4 多孔质可倾瓦轴承的理论模型 |
| 2.4.1 多孔质材料内部气体的润滑机理 |
| 2.4.2 多孔质材料内部气体运动的连续性方程 |
| 2.4.3 气膜层气体运动的连续性方程 |
| 2.4.4 气体连续性方程的边界条件 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 多孔质可倾瓦轴承静态和动态特性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 多孔质可倾瓦轴承静态特性与动态特性求解模型 |
| 3.2.1 多孔质可倾瓦轴承静态特性的求解 |
| 3.2.2 多孔质可倾瓦轴承动态特性的求解 |
| 3.2.3 多孔质可倾瓦轴承的模型验证 |
| 3.3 多孔质可倾瓦轴承静压效应和动压效应作用机理 |
| 3.4 多孔质可倾瓦轴承的静压和动压效应 |
| 3.5 多孔质可倾瓦轴承的静态和动态特性研究 |
| 3.5.1 轴承间隙对静动态特性的影响 |
| 3.5.2 供气压力对静动态特性的影响 |
| 3.5.3 转动刚度与径向刚度对静动态特性的影响 |
| 3.6 小结 |
| 第4章 多孔质可倾瓦轴承非线性特性理论分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多孔质可倾瓦轴承的非线性理论模型 |
| 4.3 静压效应对多孔质可倾瓦轴承非线性特性的影响 |
| 4.4 轴承参数对多孔质可倾瓦轴承非线性特性的影响 |
| 4.4.1 供气压力对轴承非线性特性的影响 |
| 4.4.2 轴承间隙对轴承非线性特性的影响 |
| 4.4.3 径向刚度和转动刚度对轴承非线性特性的影响 |
| 4.4.4 供气方式对轴承非线性特性的影响 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 多孔质可倾瓦轴承-转子系统动态响应特性实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 多孔质可倾瓦轴承-转子系统动力学测试实验台 |
| 5.2.1 轴承-转子系统组成 |
| 5.2.2 信号采集系统组成 |
| 5.2.3 供气系统组成 |
| 5.3 多孔质可倾瓦轴承-转子系统动力学实验结果分析 |
| 5.3.1 供气压力对气体流量与转子悬浮高度的影响 |
| 5.3.2 降速过程中转子系统动力学响应分析 |
| 5.4 供气压力对系统动态响应特性的影响 |
| 5.4.1 四个瓦块的供气压力对系统动态响应特性的影响 |
| 5.4.2 上瓦块的供气压力对系统动态响应特性的影响 |
| 5.4.3 下瓦块的供气压力对系统动态响应特性的影响 |
| 5.4.4 供气压力对转子系统自由降速时间的影响 |
| 5.5 不平衡质量对系统动态响应特性的影响 |
| 5.6 小结 |
| 第6章 多孔质可倾瓦轴承-转子系统非线性动力学分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 多孔质可倾瓦轴承-转子系统的理论模型 |
| 6.2.1 系统的非线性模型 |
| 6.2.2 系统的模型验证 |
| 6.3 多孔质可倾瓦轴承-转子系统非线性分析 |
| 6.3.1 多孔质瓦块的摆动分析 |
| 6.3.2 供气压力对稳定性的影响 |
| 6.4 系统参数对非线性特性的影响 |
| 6.4.1 转子质量 |
| 6.4.2 瓦块预载 |
| 6.4.3 瓦块的安装方式 |
| 6.5 小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
四、指纹摩擦特性测试系统的气体静压支承装置（论文参考文献）
- [1]超精密竖直静压滑台设计及其精度控制方法研究[D]. 董婉娇. 东华大学, 2021
- [2]环形多孔集成节流器空气静压轴承气膜流场研究[D]. 孙小亮. 西安工业大学, 2021(02)
- [3]旋杯雾化器气浮轴承结构优化及动态特性分析[D]. 张开鑫. 西华大学, 2021(02)
- [4]基于近场声悬浮的非接触式轴承和超声马达理论分析与实验研究[D]. 石明辉. 湖南大学, 2020(02)
- [5]静压轴承与滚动轴承组合支承端面磨削主轴转子动力学研究[D]. 林圣业. 东南大学, 2020(01)
- [6]超临界CO2气浮冷却装置主轴轴向温度分布和径向刚度研究[D]. 郑培培. 河南科技大学, 2020(06)
- [7]气浮轴承支承特性和微振动特性研究[D]. 武静. 昆明理工大学, 2020(04)
- [8]多孔质气体径向轴承静动特性研究及优化设计方法[D]. 顾延东. 江苏大学, 2019(05)
- [9]静压与滚动混合轴承机床主轴热态特性分析[D]. 朱国振. 东南大学, 2019(06)
- [10]多孔质可倾瓦轴承支承转子系统动力学分析及其实验研究[D]. 伍奕桦. 湖南大学, 2019(01)