基于无网格法径向滑动轴承的承载能力分析

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1、万方数据·机械制造·余四平，等·基于无网格法径向滑动轴承的承栽能力分析基于无网格法径向滑动轴承的承载能力分析余四平，王兆伍，郭杰(南京林业大学机械电子工程学院，江苏南京210037)摘要：采用了无网格法来求解滑径向动轴承的无量纲油膜压力分布。此无网格法是基于径向基函数插值的配点法。在构造径向基插值时添入了线性多项式，避免了奇异性和提高了精度。将此方法计算出的结果和经典结果进行了比较，验证了此方法的可行性。并对某一给定参数的滑动轴承的油膜压力和承栽能力进行了计算。关键词：无网格法；滑动轴承；径向基函数；配点法中图分类号：THl32文献标志码：A文章编号：1671—5276(

2、2012)06-0025-03LoadCapacityAnalysisofJournalBearingBasedonMeshfreeMethodYUsi．ping．WANGZhao-wu．GUOJie(CollegeofElectricalandMechanicalEngineering，NanjingForestryUniversity，Nanjing210037，China)Abstract：Ameshfreemethodisusedtocalculatethedimensionlessdistributedpressureofjoumalbearing．Thisme

3、thodisbasedoncollocationpointofradialbasisfunctions．Thispaperusestheradialpointinterpolationwithalinearpolynomialtoavoidthesingu-,arityandimprovetheaccuracy．Thentheloadcapacityofthejoumalbearingiscalcultedandtheresultsarecomparedwithclassicalones，whichSOthatitsfeasibilityisverified．Thepre

4、ssuredistributionandloadcapacityofthejoumalbearingwithdefinedparame-tersareobtainedbythismethod．Keywords：meshfreemethod；journalbearing；radialbasisfunctions；collocationmethod0前言滑动轴承是各种机器和设备中常用的支承部件，随着机器向高速和大功率的发展，对于轴承的各方面高性能要求也变得尤为重要。特别是在高速旋转机械中，为了降低噪声，减少摩擦磨损，提高传动效率和运行的稳定性，要求滑动轴承和轴颈之间能够形成流

5、体动压润滑¨‘2-。Reynolds方程是研究滑动轴承动静特性的理论基础。初期人们采用解析法对Reynolds方程的一维形式来求解压力分布，只能处理“无限长”和“无限短”的一维轴承。然而对于有限长径向滑动轴承，直接通过解析法难以得到精确的值。由于计算机的迅速发展，数值计算方法得到了广泛的应用。目前常用的数值方法是有限差分法、有限元法和有限体积法等。这些方法已经被用来解决实际的科学工程问题，并得到了很好的评价。但这些方法都需要对求解区域进行网格划分，为了得到更为精确的解而需要对网格进行精细划分，这必然会导致计算工作量大大地增加，特别当遇到不连续问题时，需要不断网格重构时，此

6、时的计算显得尤为复杂¨⋯。鉴于基于网格法的数值方法存在的缺陷，近十几年来，国内外许多学者，如T．Belytschko峥1，Kansa【6J，S．N．Adllri[”。G．R．Liu【“，张雄‘⋯，刘更H01等都对无网格(meshfree)方法进行了大量的研究。无网格方法采用基于点的近似，只需要节点的信息，可以彻底或者部分的消除网格，不需要网格的初始划分和重构，并且这些节点之间没有相互联系，可以在求解区域内根据需要任意地分布。因此可以求解任意几何形状的的问题，同时具有较高的精度。径向基函数配点法属于众多无网格法中的一种，是一种真正的无网格法，不需要任何网格来构造场边量近似，

7、也不需要网格进行数值积分，且该方法与空间维数无关。算法简单，适用性性强，计算效率高¨1‘⋯。可以用来计算多维的Reynolds方程。甚至是Navier-Stokes方程。本文以径向滑动轴承作为研究对象，运用径向基函数配点法来求解轴承内的压力分布。并与文献[2]中的结果进行比较，验证了此方法的可行性。并对ImV一311高速泵中滑动轴承的油膜压力分布进行了计算。1径向基函数配点型无网格法1．1径向基函数插值近似将求解区域n中用J7、r个节点气(i=1，2，⋯，Ⅳ)离散，函数n(石)的近似函数Ⅱ6(力可在各节点≈处表示为：u(∞)≈