考虑摩擦的弹性支承箔片径向轴承的结构刚度分析
考虑箔片预变形的波箔型气体轴承数值求解
考虑箔片预变形的波箔型气体轴承数值求解随着科技的进步和工业的发展，对于高速旋转机械的要求也越来越高。
气体轴承作为一种无接触的轴承形式，具有摩擦小、磨损小、寿命长等优点，在高速旋转机械中得到了广泛应用。
然而，在高速旋转机械中，气体轴承会面临一些挑战，例如气膜稳定性、刚度等问题。
为了解决这些问题，研究人员提出了一种新型的气体轴承结构——波箔型气体轴承，并考虑了箔片的预变形。
波箔型气体轴承是一种通过在轴承内部设置波形箔片来实现气体膜稳定性和刚度增强的结构。
箔片的预变形是指在制造过程中对箔片进行一定的变形，以使其在运行时能够达到预期的形状。
通过预变形，箔片可以在轴承运行时提供更好的稳定性和刚度。
因此，考虑箔片的预变形对于波箔型气体轴承的性能具有重要影响。
为了研究波箔型气体轴承的性能，可以利用数值求解的方法进行分析。
数值求解是利用计算机对问题进行离散化处理，通过数值计算得到问题的近似解。
对于波箔型气体轴承来说，可以建立相应的数学模型，并通过数值求解的方法得到其稳态和动态行为。
在建立数学模型时，需要考虑气体流动、箔片变形、气体力学等因素。
通过对气体流动的控制方程进行离散化处理，可以得到离散的方程组。
然后，可以利用迭代或者矩阵求解的方法，求解得到方程组的近似解。
在求解过程中，需要考虑气体流动的边界条件、箔片的预变形等因素。
通过数值求解，可以得到波箔型气体轴承的稳态和动态性能。
稳态性能主要包括气膜厚度、压力分布等参数，而动态性能主要包括刚度、阻尼等参数。
通过对这些参数的分析，可以评估波箔型气体轴承的性能优劣，并优化设计。
在进行数值求解时，还需要考虑一些问题。
首先，数值求解需要进行合理的离散化处理，以保证计算结果的准确性。
其次，数值求解的过程需要考虑计算时间和计算资源的消耗。
因此，需要选择合适的数值方法和计算工具，以提高计算效率。
最后，数值求解的结果需要进行验证和分析，以保证结果的可靠性。
考虑箔片的预变形的波箔型气体轴承数值求解是一种研究高速旋转机械轴承性能的重要方法。
箔片轴承结构阻尼的评价
Abstract: In order to study the dynamic and instability rule and gain a damping evaluation method according to the test result, damping research ways of several foreign and domestic foil bearing types were compared, and the interaction among cells into account was considered based on the approach of separating damping from stiffness. An effective damping evaluation method was developed based on the energy dissipation method. The structural damping of two-layer free plate foil bearing was analyzed on the basis of energy dissipation method. The numerical results show that the effect of structural damping on the stability and dynamic performance of foil bearing is larger at small eccentricity, and smaller at big eccentricity. Keywords: Foil bearings Structural damping Two-layer plate foil Evaluation 箔片轴承运行在高转速、启停干摩擦等环境下，阻尼是影响其稳定性的一个关键因素。 一些数学模型和方法（如扰动法、线性化）试图描述箔片气体轴承系统，都因为系统的高度 非线性和薄体、弹性支承系统而不是很成功，尤其是在平衡点邻近区域[1]。稳定性问题是气 体轴承的关键问题之一，建立合适的理论模型有效地分析箔片轴承的阻尼特性是很重要的。 箔片轴承的巨大潜力吸引诸多学者进行各种分析。文献[2]首次详细分析了波箔轴承的 静态性能参数，获得了压力和气膜厚度耦合的雷诺方程解，Newton-Raphson 有限差分法被 成功地用来处理弹粘空气动力学方程。文献[3~5]使用扰动法获得了箔片气体轴承动态刚度 和阻尼系数的表达式，接着详细分析了弹性基础、箔片薄膜和挠度的应力、轴承不对中和底 层箔片库仑摩擦力的影响。文献[6]用动态刚度阵分析了箔片气体轴承的流体扰动和滞后阻 尼的影响，研究了自激频率和箔片结构阻尼对动态系数的影响。
三瓣式气体箔片径向轴承的静动态特性
三瓣式气体箔片径向轴承的静动态特性
冯 凯 胡小强 赵雪源 李文俊
湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙,
４１００８２
摘要:针对一种新型三瓣式气体箔片轴承,考虑接触界面库仑 摩 擦 后 提 出 了 相 应 的 刚 度 计 算 模 型,
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考虑波箔变形的波箔型气体箔片轴承润滑性能的数值研究
文章编号：1006-3080(2020)02-0293-08DOI: 10.14135/ki.1006-3080.20190108001考虑波箔变形的波箔型气体箔片轴承润滑性能的数值研究许浩杰1， 高 磊2， 陆俊杰1， 安 琦1（1. 华东理工大学机械与动力工程学院，上海 200237；2. 长城汽车股份有限公司技术中心，河北 保定 071000）摘要：以波箔型气体箔片轴承为研究对象，运用弹性力学理论对波箔的力学性能进行了研究，构建了其受力变形模型，并结合可压缩气体Reynold 方程，构建了一种流固耦合算法。
同时结合具体算例，对比研究了弹性箔片气体轴承和刚性气体轴承的气膜压力分布及气膜厚度分布，发现两者分布形状相似，但弹性箔片气体轴承气膜压力的最大值较小，轴向平分面处的最小气膜厚度较大；偏心率一定时，弹性箔片气体轴承的摩擦力矩小于刚性气体轴承摩擦力矩，且气体端泄流量大于刚性气体轴承，故弹性箔片气体轴承运行时的摩擦力矩较小，发热较小，且散热较快；偏心率一定时，增大波箔厚度（t B ）和减小波箔波距（s ）可减小轴承量纲为一的最小气膜厚度，并减小轴承偏位角，而减小t B 和增大s 时则可减小轴承摩擦力矩，有利于降低摩擦功耗，减少摩擦热，且可增大轴承气体端泄流量，有利于散热。
关键词：箔片轴承；波箔变形；数值计算；润滑性能中图分类号：TH133.35；TH117.2文献标志码：A气体箔片轴承是一种较为新型的轴承，特别适用于高速透平机这类机械[1]，它的结构有多种不同的型式，其中波箔型气体箔片轴承应用最为广泛[2]。
波箔型气体箔片轴承主要由壳体、波箔片（底箔）、平箔片（顶箔）3部分组成[3]，工作过程中，气膜压力的产生将使波箔产生弹性变形，目前在箔片轴承的性能计算中鲜有人对这种弹性变形进行深入的研究。
Walowit 和Anno [4]于1975年首次从理论上分析了波箔型气体箔片轴承的结构，建立了箔片弹性模型，将箔片的弹性系数代入一维雷诺方程，研究了轴承的静态性能。
径向箔片气体轴承静态刚度影响因素试验分析
径向箔片气体轴承静态刚度影响因素试验分析
常海兵;李响;唐茂;左成艺;甘露
【期刊名称】《机电设备》
【年(卷),期】2024(41)2
【摘要】箔片气体轴承的静态刚度直接影响气体轴承工作过程中的稳定性和可靠性。
针对影响径向箔片气体轴承静态刚度的因素进行试验研究,通过对比测试比较不同因素对径向箔片气体轴承静态刚度数值的影响。
试验结果表明:测试位置、底层箔片的厚度、轴承的种类和底层箔片的拱高均对气体轴承的静态刚度有一定的影响。
【总页数】9页(P54-62)
【作者】常海兵;李响;唐茂;左成艺;甘露
【作者单位】中船西南(重庆)装备研究院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TH133.31
【相关文献】
1.平箔式箔片径向气体轴承的试验研究
2.固定方式对波箔气体轴承箔片结构刚度的影响
3.影响箔片结构阻尼的因素及箔片径向轴承结构形式的进展
4.波箔过渡圆角对箔片气体轴承结构刚度的影响
5.基于波纹箔片刚度试验的气体箔片轴承动力学特性
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结构刚度和阻尼对箔片轴承承载力的影响
结构刚度和阻尼对箔片轴承承载力的影响1崔明现，侯予，王林忠，陈纯正(西安交通大学制冷与低温工程系，西安710049) 摘 要：影响箔片轴承广泛应用的一个关键问题是其承载力不足。
结构刚度和阻尼是箔片轴承承载力的主要影响因素。
本文从承载力系数出发，分析了箔片轴承在周向、轴向和径向三个空间方向的结构刚度的变化对箔片轴承承载力的影响。
箔片轴承的阻尼主要表现为库仑摩擦阻尼；阻尼的增大使轴承结构刚度增大，稳定性提高，承载力增大。
本文还以承载力系数为依据，比较了提高箔片轴承承载力的方法。
关键词：箔片轴承，承载力，结构刚度，阻尼1 简介箔片轴承是一种自作用式气体膜动压轴承。
它依靠弹性支承上的柔性轴承表面与主轴之间相对运动而产生的动压气膜压力来支承转子系统。
箔片轴承具有低能耗，高稳定性；轴承的柔性表面对载荷、转子偏心具有很好的自适应性。
由于使用环境气体作为工作流体和润滑剂，不会造成对工质气体的污染；可以摆脱传统油轴承在转速和温度方面的限制，且具有很高的可靠性，不像油轴承一样需要定期维护。
由于气体的粘度极低，动压气体轴承的承载力要比油轴承小得多。
因此，箔片轴承早期多应用于高速轻载的场合。
要把箔片轴承广泛应用于其它高温重载透平机械如燃气透平等则需要解决两个技术难题：（1）如何提高承载力；（2）高温启停润滑性能。
目前，通过对箔片 轴承支承结构的改进，箔片轴承已经具有足够的承载力而应用于辅助动力装置,低温透平泵和压缩机系统。
1998年，MiTi公司开发出了承载力达518kg的箔片轴承（L×D＝75×100mm 2,转速22krpm时，静态载荷427.3kg, 动态载荷90.7kg），这是箔片轴承承载力的一个突破；承载力达900kg的箔片轴承正在开发中[1]。
高温固体润滑镀层的研制（如PS304和Korolon1350）成功地解决了箔片轴承的高温启停问题，并且增强了其刚度和阻尼特性，提高了承载力[2]。
弹性支承一体化轴承刚度测量分析与研究
ＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＳｔｉｆｆｎｅｓｓＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｆｏｒＢｅａｒｉｎｇ ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＷｉｔｈＥｌａｓｔｉｃＳｕｐｐｏｒｔ
ＷＡＮＧＭｉｎｇｊｉｅ１，２，ＬＩＬｉｎｇｘｉａｏ１，２，ＳＨＩＫｅｋｅ１，２，ＱＵＨｏｎｇｌｉ１，２，ＹＡＮＪｉｓｈａｎ１，２
（１．ＬｕｏｙａｎｇＬＹＣＢｅａｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｕｏｙａｎｇ４７１０３９，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｖｉａｔｉｏｎＰｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｂｅａｒｉｎｇｓ，Ｌｕｏｙａｎｇ４７１０３９，Ｃｈｉｎａ）
圈的径向刚度就相对容易，因此，在实际生产过程 中，希望通过 测 量 外 圈 径 向 刚 度 来 代 替 整 套 轴 承 的径向刚度测量。
１ 测量存在的问题
某型弹性支承一体化轴承如图 １所示，其由 双半内圈三点接触球轴承和弹支结构组成。如果 将轴承整体 进 行 刚 度 测 试，不 仅 需 要 较 为 复 杂 的 试验机构，测量精度也无法保证。而仅测量轴承外
图 ２ 测量装置示意图 Ｆｉｇ．２ Ｄｉａｇｒａｍ ｏｆｍｅａｓｕｒｉｎｇｄｅｖｉｃｅ
表 １ 外圈形变测量结果 Ｔａｂ．１ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆｏｕｔｅｒｒｉｎｇｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ
砝码质量 ／ｋｇ
０ １０．００５ ２０．０１０ ３０．０４１ ４０．０７４ ５０．０９１
第 １次测量 ０
航空 发 动 机 轴 承 的 工 作 转 速 高、振 动 大，因 此，普遍 使 用 弹 性 支 承 结 构 并 与 轴 承 集 成 为 一 体［１－６］。在鼠笼式弹性支承一体化轴承的设计使 用中，径向刚度被作为关键参数进行研究［７－９］，准 确测量 此 类 轴 承 的 径 向 刚 度 成 为 生 产 的 迫 切 需 求。然而，对 于 轴 承 径 向 刚 度 的 测 量 方 法 及 所 用 仪器，在国家及行业标准中均无具体规定 ； ［１０－１１］ 尤其对于弹 性 支 承 一 体 化 轴 承，目 前 行 业 内 还 没 有专用的轴承整体刚度测量仪，也少有此类研究。
多层弹性支承箔片动压气体径向轴承稳定性的实验研究
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第４ ８卷
第 ３期
西 安 交 通 大 学 学 报
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２ ０ １ ４年 ３月
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中图 分类 号 ：Ｔ １７ ２ 文 献标 识 码 ：Ａ 文 章编 号 ：０ ５ ０ ５ （０ ０ Ｈ １． ２４— １０ ２ １ ）９— １ ３ ０ ８—
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弹 性 支 承 箔 片 轴 承是 一 种 结 构 简 单 、易 于制 造 的
够对弹性支 承箔 片径 向轴 承进行 较 为精 确的理 论分 析 ，就不能忽视箔片轴承 中库 伦摩擦力 的存在 。
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２１ ０ ０年 ９月
润 滑 与 密封
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第３ ５卷 第 ９期
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考虑 摩 擦 的 弹性 支 承 箔 片径 向轴 承 的 结构 刚度分 析
周 权 陈 汝 刚 侯 予
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（． 安建筑科技大学环境与市政工程学院 １西 ２ 西安交通大学能源 与动力工程学院 ．
摘 要 ：结 构刚 度是 对 箔 片轴 承进 行 理论 分 析 的基 础 。对 箔片 轴 承 运 行 时 存 在 的 库 伦 摩 擦 力 进 行受 力分 析 ，建 立 弹 性支 承 箔 片径 向轴 承 的有 摩擦 均 匀 结构 刚 度模 型 ，并 计算 该 箔 片轴 承 的结 构 刚度 。结 果 表 明 ，弹性 支 承 箔片 径 向轴 承 的
ｔｅｎｆｌ ｌ ｅｔ ｎ ｏｓ ｇ ｍ ｄｌ ｆ ｔ ｃ ｒ ｉｎｓ ｗ ｓ ｅ ｕ ． ｎ ｔ ｃ ｒ ｔｆｅｓ ｆｈｓｏ ｕｎｌ ｅｒ ｇ ｗ ｅ ｉｅ ｍ ｎ ａｄｈｕｉ ． ｏｅ ｏ ｓ ｔ ａ ｓｆ ｅｓ ａ ｔ ｐ ａｄｓ ｔ ａ ｓｆ ｓ ｏ ｉｆ ｌｏｒａ ｂａ ｎ ｏ ｅ ｎ ｒ ｕ ｌ ｔｆ ｓ ｕ ｕ ｒ ｕ ｌ ｉｎ ｔ ｉｊ ｉ
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结 构刚 度 与弹 性 基础 的材 料 性 质 以及 箔片 元件 和 轴承 座 的几 何 尺寸 有关 ；考 虑摩 擦下 的结 构 刚度 大 于不 考虑 摩擦 的结 构
刚度 ，且 ２种 结构 刚 度都 是 随着 厚 度 的增 加而 逐渐 减 小 ，并 且 考虑 摩擦 下 的结 构 刚度 减 小 的趋 势更 明显 。 关 键词 ：箔 片轴 承 ；结 构 刚度 ；库伦 摩擦 力