一种微型动压气体止推轴承表面抛物线凹槽的设计方法技术

本发明专利技术提供了一种微型动压气体止推轴承表面抛物线凹槽的设计方法，针对表面抛物线凹槽纹理形状，设定抛物线凹槽纹理的不同收敛比、相对槽深和出口未纹理率为种群中不同位置和速度的粒子，对其进行初始化，随机初始化种群；建立计算域的三维模型，对其进行网格划分，生成网格文件，使用CFD技术进行不同收敛比轴承的承载力计算；再进行Pareto占优排序，得到个体最优粒子、种群最优粒子和Pareto解集，然后设计表面抛物线凹槽。本发明专利技术提供一种可迅速、高效获得全局最优的纹理参数和分布形式的设计方法。

【技术实现步骤摘要】
一种微型动压气体止推轴承表面抛物线凹槽的设计方法
本专利技术属于气体轴承
，具体涉及一种微型动压气体止推轴承表面抛物线凹槽的设计方法。
技术介绍
能源问题在当代社会越来越突出，表面纹理因为具有良好的改善润滑、表面纹理疏水性、减阻降噪声、湍流减阻、除冰等特性因而得到应用，并且已经成为传统能耗高的产业节能降耗的一种有效途径。合理的表面纹理形状能够有效的改善增强零部件表面的摩擦学等机械性能。由于优良的摩擦学性能，表面纹理化被广泛应用在机械密封、柴油机缸套、气缸表面润滑、磁性硬盘的空气动力学润滑和板材冲压时辊筒表面成型工具上。传统的表面工程技术主要是利用抛光、研磨等表面精加工技术来减小摩擦表面的粗糙度，从而使表面尽可能光滑。然而，由于材料性质和加工精度的影响，表面粗糙度始终受到限制。表面纹理技术可以改变表面的几何形貌，达到改善其接触方式和润滑状态的目的，进而提高摩擦副表面的摩擦磨损性能，对提高能源利用率、延长机器的使用寿命、环境保护等均有着重要的意义。在之前的研究中，最优的纹理尺寸、形状、分布形式等通过试凑法获得，试凑法虽然在局部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微型动压气体止推轴承表面抛物线凹槽的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：针对表面抛物线凹槽纹理形状，设定抛物线凹槽纹理的不同收敛比、相对槽深和出口未纹理率为种群中不同位置和速度的粒子，对其进行初始化，随机初始化种群；/nS2：建立计算域的三维模型，对其进行网格划分，生成网格文件，使用CFD技术进行不同收敛比轴承的承载力计算；/nS3：根据步骤S2所得粒子的承载力计算结果，进行Pareto占优排序，得到个体最优粒子、种群最优粒子和Pareto解集，然后设计表面抛物线凹槽。/n

【技术特征摘要】
1.一种微型动压气体止推轴承表面抛物线凹槽的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：针对表面抛物线凹槽纹理形状，设定抛物线凹槽纹理的不同收敛比、相对槽深和出口未纹理率为种群中不同位置和速度的粒子，对其进行初始化，随机初始化种群；
S2：建立计算域的三维模型，对其进行网格划分，生成网格文件，使用CFD技术进行不同收敛比轴承的承载力计算；
S3：根据步骤S2所得粒子的承载力计算结果，进行Pareto占优排序，得到个体最优粒子、种群最优粒子和Pareto解集，然后设计表面抛物线凹槽。


2.根据权利要求1所述的微型动压气体止推轴承表面抛物线凹槽的设计方法，其特征在于，所述步骤S1中粒子的位置和速度更新原理如下：



其中，vid为全局粒子的最佳速度；xid为全局粒子的最优位置；i为粒子编号；d为时刻；w为惯性权重；c1、c2为学习因子；Pid为粒子的最佳位置；r1、r2为0到1之间随机值。


3.根据权利要求1所述的微型动压气体止推轴承表面抛物线凹槽的设计方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：
S201:计算抛物线凹槽纹理的计算域收敛比；



其中，κ为计算域的收敛比，hi为计算域入口处的气膜厚度，ho为计算域出口处的气膜厚度；
S202:计算具有抛物线凹槽纹理的微型动压气体推力轴承的无量纲承载力：



其中，Wo为轴承的有量纲承载力，U为计算域气体运动速度，μ为气体的动...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕延军，梁瑞东，丁宁，侯宇涛，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61