一种弹性环式挤压油膜阻尼器的流固耦合计算模型制造技术

发明专利技术公开了一种弹性环式挤压油膜阻尼器的流固耦合计算模型，采用雷诺方程作为油膜的油膜控制微分方程，从而将油膜的三维流体力学模型简化为二维模型，减小了ERSFD流固耦合模型的自由度数目，压缩了计算规模，能够显著节省计算时间。并且采用梁的挠曲线微分方程描述弹性环的结构变形，把三维结构力学模型简化为一维模型，且根据弹性环的工作状态，设定弹性环段的边界条件为简支型，省去了凸台

【技术实现步骤摘要】
一种弹性环式挤压油膜阻尼器的流固耦合计算模型


[0001]本公开属于弹性环式挤压油膜阻尼器
，具体涉及一种弹性环式挤压油膜阻尼器的流固耦合计算模型。

技术介绍

[0002]弹性环式挤压油膜阻尼器(ERSFD)是通过弹性环和油膜的耦合作用实现减振作用的。其中，弹性环整体结构为短圆柱形环，在圆柱形环的内外表面加工有均匀分布的凸台，在工程应用中弹性环的内表面和外表面的凸台数目相等，而且内凸台和外凸台呈交错分布的结构形式。ERSFD 的弹性环安装在轴承座和轴承之间，由于凸台和弹性环端部封严装置的存在，弹性环的内、外环面上会形成多个分段油膜腔，供油装置向油膜腔中提供一定压力和流量的润滑油，就构成了弹性环式挤压油膜阻尼器。
[0003]工程应用表明，设计优良的ERSFD可以起到非常显著的振动抑制效果，这方面做的比较好的是俄罗斯，ERSFD在俄罗斯的多型航空发动机中都有重要的应用。
[0004]当前，弹性环的结构力学模型构建主要依赖于有限元方法，油膜的流体力学模型构建主要依赖于流体力学理论中提出的各种流动模型，其中以k
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种弹性环式挤压油膜阻尼器的流固耦合计算模型，其特征在于，包括:忽略沿油膜径向间隙方向压力的变化，将流体域中流体的三维模型简化为二维模型；采用雷诺方程建立流体域的油膜压力和油膜厚度之间的油膜控制微分方程；将固体域中弹性环每个环段的三维结构模型转化为一维结构的梁模型，根据挠曲线微分方程建立弹性环段对应的弹性环变形控制方程；根据周向边界条件和轴向边界条件确定油膜压力的边界条件方程；根据油膜控制微分方程、弹性环变形控制方程和边界条件方程形成计算模型。2.如权利要求1所述的弹性环式挤压油膜阻尼器的流固耦合计算模型，其特征在于，油膜压力和油膜厚度之间的油膜控制微分方程包括内油膜压力与内油膜厚度之间的控制微分方程、外油膜压力与外油膜厚度之间的控制微分方程；其中，内油膜压力与内油膜厚度之间的控制微分方程是：式中，R
i
表示中层内油膜的半径，p
i
(θ,z,t)表示内油膜压力，h
i
(θ,z,t)为内油膜厚度，r(θ,z,t)为弹性环的变形函数，Ω表示轴颈涡动的角速度，μ表示油的粘度，θ和z分别表示周向和轴向坐标，t表示时间；外油膜压力与外油膜厚度之间的控制微分方程是：式中，p
e
(θ,z,t)表示外油膜的压力，h
e
(θ,z,t)为外油膜的厚度，R
e
表示中层外油膜的半径。3.如权利要求1所述的弹性环式挤压油膜阻尼器的流固耦合计算模型，其特征在于，油膜压力和油膜厚度之间的控制微分方程中：内油膜厚度h
i
(θ,z,t)通过以下函数获得：(θ,z,t)通过以下函数获得：表示内油膜段的初始设计间隙，r(θ,t)为弹性环的弹性变形，x(t)和y(t)分别表示转子轴颈在径向平面内沿着两个坐标轴方向的位移，Ω为转子轴颈的涡动角速度；外油膜厚度h
e
(θ,z,t)通过以下函数获得：(θ,z,t)通过以下函数获得：表示外油膜的初始设计间隙。4.如权利要求3所述的弹性环式挤压油膜阻尼器的流固耦合计算模型，其特征在于，弹性环的弹性变形r(θ,t)通过以下函数获得：
描述的是柱坐标下弹性环变形的空间形态，通过弹性环段对应的弹性环变形控制方程获得，表示弹性环段的时间形态函数。5.如权利要求3所述的弹性环式挤压油膜阻尼器的流固耦合计算模型，其特征在于，转子轴颈在径向平面内沿着两个坐标轴方向的位移x(t)和y(t)通过以下函数获得：x(t)＝A
r
cos(Ωt)y(t)＝A
r
sin(Ωt)式中，A
r
表示振动的复振幅，包含幅值和相位信息。6.如权利要求1所述的弹性环式挤压油膜阻尼器的流固耦合计算模型，其特征在于，弹性环段对应的弹性环变形控制方程是：式中，η为沿着弹性环段切向的局部坐标，是弹性环段局部坐标下的空间形态函数，M(η)是弹性环段η处的弯矩，E为弹性环段的弹性模量，I为弹性环段的截面惯性矩。7.如权利要求6所述的弹性环式挤压油膜阻尼器的流固耦合计算模型，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张学宁，胡文颖，张生光，陈霞，
申请(专利权)人：中国航空发动机研究院，
类型：发明
国别省市：