高速空气静压止推轴承建模与分析

空气轴承由于其低摩擦特性可以实现较高的转速和精度,故广泛应用于航空、医疗和精密加工等场合。本文通过对应用于高速高精度PCB钻削电主轴之中的空气静压止推轴承的结构设计和分析,利用FLUENT软件对轴承气膜的动静态性能及轴承结构设计的合理性进行分析验证。通过对气浮模型进行建模分析,建立计算模型并编制用于计算空气静压轴承的Matlab GUI软件,同时通过通用软件对气体轴承参数的影响进行分析,得到轴承性能随节流孔直径、气膜厚度、供气气压的变化规律。     

基于CFD的螺旋槽干气密封槽型参数的优化

运用fluent软件对不同气膜厚度的螺旋槽干气密封内部微间隙三维流场进行数值模拟,得到它们流场的压力分布。通过不同厚度的气膜所产生的动压来获得它们气膜推力,再利用最小二乘法则拟合得到了气膜推力关于气膜厚度的解析式,最后求得气膜刚度,以最大气膜刚度为目标,对螺旋槽的槽深和螺旋角进行了优化。结果表明:气膜刚度是关于气膜厚度的负指数函数;在本例中,当槽深为7.5μm、螺旋角为75°时气膜刚度最大,该优化程序为干气密封的优化设计提供理论基础。     

拟合曲线槽干气密封气膜刚度的计算及测试

推导了两光滑平板间干气密封微尺度流动场的非线性雷诺方程,应用PH线性化方法、迭代法对非线性雷诺方程近似求解,得到气膜压力的近似解析式;利用极坐标下的流线方程,通过Maple程序求解压力方程和流线方程得到流线,此流线就是符合条件的拟合曲线。对拟合曲线槽干气密封气膜刚度进行计算与测试,并与螺旋槽进行比较。研究结果表明：在相同工况下,拟合曲线槽干气密封气膜刚度比螺旋槽大,且气膜刚度比螺旋槽稳定,这在工程实践中具有重要意义和应用价值。     

槽型参数对气膜浮动密封稳态特性的数值研究

气膜浮动密封已广泛应用于透平压缩机械中,但对于其轴套的槽型参数缺少系统的研究。针对气膜浮动密封运行原理与螺旋微槽的结构特点,在气膜润滑理论的基础上,建立了相应的数学模型。采用中心差分法对压力控制方程和气膜厚度方程进行了耦合求解,并验证了编制程序的正确性。计算获得了气膜浮动密封气膜的稳态特性参数,并分析讨论了工况参数改变时槽型结构参数对浮动密封稳态性能的影响。研究表明：当气膜浮动密封在所讨论的工况参数范围内,槽型参数在下列范围取值时能获得较优的综合密封性能：螺旋角α=28.5°,槽长L=12mm,槽数N=18。此研究结果为气膜浮动密封槽型的设计提供了理论依据。     

双闭式气体静压导轨超精密工作台振动特性分析

为获得超精密工作台系统特性,针对双闭式气体静压导轨超精密工作台的振动特性展开研究。建立了工作台系统的动力学模型,推导了系统振动微分方程。通过实验得出了在实际工况中较为准确的线性弹簧刚度,用线性弹簧模拟气体静压腔,简化了系统动力学模型。最终根据系统振动微分方程建立仿真模型并进行了求解和分析,得到了仿真系统的固有频率和振型,并通过振动实验验证了仿真模型的准确度。气体静压系统的隔振效果在于高频范围,其模态特性符合超精密工作台系统的结构要求。     

VDS-A01客车前空气悬架参数计算

以VDS-A01客车前空气悬架为研究对象,充分考虑了其他系统和外界条件对悬架计算结果精度的影响,计算了前空气悬架的刚度、固有频率和侧倾刚度,计算结果与实验结果相对偏差在3％以内,计算结果满足设计要求.该参数计算方法对客车空气悬架开发与设计具有良好的借鉴意义.     

基于FPGA的磁浮列车空气弹簧控制系统设计

在磁浮列车运行时,需要调节空气弹簧的刚度来保证车体的平稳,本文设计了一种基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)信号处理的、以继电器为主要控制器件的磁浮列车空气弹簧充排气控制模块来调节空气弹簧的刚度.试验证明该设计是可行的,能够满足磁浮列车空气弹簧控制系统的要求.     

什么是气体轴承

初中《物理》课本第一册第132页上提到一种新型轴承——气体轴承。它的特点是:两个被气体薄膜隔开的精加工轴与轴套,其表面间隙的任何变化趋势,都将受到气膜压力变化的阻碍,从而产生承载能力。气体轴承有三种基本类型:空气动压型、挤压膜型和空气静压型。现对工程中应用较广的空气静压型中的轴颈轴承简介如下:     

浅谈气垫导轨的神奇妙用

在力学的探究实验中，例如探究加速度与力、质量关系和探究碰撞中的不变量等实验经常会碰到与摩擦力有关的问题．但在实验操作过程中发现平衡摩擦力不是很容易做到的事，这导致与摩擦力有关的实验，误差较大．气垫导轨是利用气源将空气打人导轨内空腔，再由导轨表面上的小孔喷出气流，在导轨与滑块之间会形成很薄的气膜     

基于CFD的内燃机空气滤清器内气固两相流数值模拟

内燃机空气滤清器的内部气固两相流动,很难用检测手段获得.建立了空气滤清器内气固两相流的流动模型,运用计算流体力学软件STAR-CD对内燃机空气滤清器内部气固两相流场进行仿真.得到了气固两相流动仿真图像.采用SIMPLE方法计算了滤清器入口部分的气相三维流场.采用Lagrange分析方法推导了分散相的控制方程,在计算气相三维流场的基础上,得出了人口处各个位置的分散相固体颗粒的运动轨迹.解决了用测试方法难以得到空气滤清器内部连续相速度、压力图和分散相分布图的问题.