一种动载滑动轴承瞬态与时滞变形交替耦合作用的混合润滑模型建模方法技术

本发明专利技术涉及一种动载滑动轴承瞬态与时滞变形交替耦合作用的混合润滑模型建模方法。滑动轴承的粘弹性材料在时变载荷作用下具有瞬态和时滞变形交替发生，且相互影响的特性。首先，发明专利技术基于有限元法和标准线性固体模型构建了轴瓦的时序关联变形方程来计算单位时间内的时滞变形；然后，通过波尔兹曼叠加原理并累加瞬态变形计算当前时刻的实际变形，从而修正油膜厚度的计算方法；最后，代入现有混合润滑(MEHD)模型形成瞬态与时滞变形交替耦合作用的混合润滑模型。通过与传统建模方法对比证明了本发明专利技术具备识别动载滑动轴承敲击和微观粗糙碰磨特征的能力。糙碰磨特征的能力。

【技术实现步骤摘要】
一种动载滑动轴承瞬态与时滞变形交替耦合作用的混合润滑模型建模方法


[0001]本专利技术涉及一种动载滑动轴承混合润滑状态分析模型的建模方法。

技术介绍

[0002]滑动轴承被广泛应用于各类往复和旋转机械。通常其承受重载荷，局部间隙较小，处于同时具有微观粗糙接触和油膜润滑的混合润滑状态。现有适用于分析这种润滑状态的混合弹性流体动力润滑(MEHD)模型的完全弹性假定认为轴承变形瞬间完成，但固体材料具有粘弹性，除了在加载瞬间产生瞬态变形外，一部分变形需要花费时间完成，即时滞变形。因此，滑动轴承受时变载荷作用时，轴承变形始终滞后于载荷的变化，而完全弹性假定使变形与载荷同步匹配，“过量”的变形将过度补偿油膜厚度，从而削弱或忽略轴承的敲击和微观粗糙碰磨特征。
[0003]因此，针对上述问题，本专利技术针对动载滑动轴承粘弹性变形的时滞特点，设计了一种动载滑动轴承混合润滑模型建模方法。该方法考虑了粘弹性固体材料的瞬态与时滞变形交替发生，相互作用的特性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于为动载滑动轴承混合润滑状态机理分析提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动载滑动轴承混合润滑模型建模方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，建立时序关联变形方程计算任意时刻轴承实际变形；(1)积分标准线性固体模型的运动方程，建立时序关联变形方程，计算滑动轴承在时变载荷作用下单位时间内的时滞变形：1)标准线性固体模型运动方程积分：1)标准线性固体模型运动方程积分：其中，E
t
和E
l
分别为轴承材料的瞬态和时滞弹性模量，E
b
＝(1/E
t
+1/E
l
)
‑1，E
b
为轴承的等效弹性模量；η为材料粘度，∈
t
和∈
l
分别为轴承内表面法向的瞬态和时滞应变，τ＝η/E
l
为材料松弛时间常数，Δt为时间步长，Δt＝τ/10；2)根据应变定义，对公式(2)左右两边乘轴承厚度，得到关于轴承变形的时序关联变形方程：其中，δ
l
(x，z，t)为当前时刻轴承的累积时滞变形量，且δ
l
(x，z，0)＝0，为轴承在当前平均油膜压力作用下对应时滞弹性模量E
l
的完全时滞变形；i为时间步序号，i＝1，2，...，q
‑
1，q为总的时刻点数；Δδ
li
(x，z，Δt)为第i个时间步内的单位时滞变形，x和z分别为轴承周向和轴向，t＝(i
‑
1)Δt为时间变量；(2)基于波尔兹曼原理叠加单位时间的时滞变形并累计瞬态变形，计算当前时刻轴承实际变形：其中，δ(x，z，t)为当前时刻轴承实际变形，δ
t
(x，z，t)为轴承在当前平均油膜压力作用下对应瞬态弹性模量E
t
产生的瞬态变形；第二步，建立轴承总体刚度矩阵，采用高斯赛德尔迭代法求解轴承有限元刚度方程，计算平均油膜压力作用下轴承产生的瞬态变形δ
t
(x，z，t)和完全时滞变形(x，z，t)和完全时滞变形其中，d
i，i
是轴承有限元模型节点位移向量d中的元素，K
i，j
是总体刚度矩阵K中的元素，F
i，i
是节点力向量F中的元素，节点力向量由油膜压力顺序排列组成；m和n分别为轴向和周向网格数，i和j为节点编号；取节点法向位移为轴承变形；
第三步，利用实际变形修正油膜厚度，进而采用近似于高斯分布的多项式概率密度函数来计算平均油膜厚度，计算方式如下：数来计...

【专利技术属性】
技术研发人员：王子嘉，张进杰，茆志伟，江志农，王怀磊，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：