基于FLUENT的径向滑动轴承油膜压力仿真.pdf

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1、机械设计与制造第10期MachineryDesign&Manufacture2012年l0月文章编号：1001—3997(2012)10—0248—02基于FLUENT的径向滑动轴承油膜压力仿真木黄首峰郭红张绍林岑少起(郑州大学机械工程学院，郑州450001)StaticCharacteristicsSimulationofJournalSlidingBearingBasedonFLUENTHUANGShou-~ng，GUOHong，ZHANGShao—lin，CENShao-qi(SchoolofMechanicalE

2、ngineering，ZhengzhouUniversity，Zhengzhou450001，China)【摘要】目前，对于不同结构形式的滑动轴承，通常采用差分法或者有限元法来研究轴承的静、动态特性，在建立数学模型时要进行很多简化，往往忽略惯性项、油膜曲率等因素的影响，并且差分法不易对复杂形状的轴承进行特性计算。以外部供油的径向滑动轴承为研究对象，从原始的N—S方程出发，基于CATIA建立了油膜的流场模型，通过FLUENT仿真得到了不同偏心率和不同转速下轴承油膜的压力分布，仿真结果表明：在偏心率一定的情况下，轴承压力值随

3、着转速的增加而增加；在转速一定的情况下，轴承压力值随着偏心率的增加而增加。FLUENT仿真结果与文献中数值计算结果相吻合，为进一步研究滑动轴承的其他性能提供了一种新的方法。关键词：径向滑动轴承；FLUENT；油膜压力分布；偏心率【Abstract】Nowdomesticandoverseasscholarsusuallyusethefinitedifferencemethodorthefiniteelementmethodtoresearchthestaticanddynamiccharacteristicsofthed

4、iferentstructureournalbearings．Inordertosimplifythemathematicmodels。thesemethodsoftenneglecttheinfluenceofotherfactor~suchinertiasourcetermandoilfilmcurvatureandSOon。inaddition，researchoncharacteristicsofcomplexshapebearingisverydifficultthroughthefinitedifferenc

5、emethod．BasedonoriginalN——SequationsandCATIAfluidmodels．thefluidpressuredistributionandstaticcharacteristicsofextern01lypressur~edour—n01bearingunderd~ferenteccentricityanddifferentrotationalspeed∞establishedthroughFLUENTsimulation．hcanbeseenfromtheresuhsthatthep

6、ressurev01uesincreasewiththeincrementofrotationalspeedandeccentricityratio．FLUENTsimulationresuhsareclosetothenumericc01culationofreferences．Atheoreticbasisforthefurtherstudyoftheslidingbearingperformanceisprovided．KeyWords：JournalSlidingBearing；FLUENT；FilmPressu

7、reDistribution；Eccentricity中图分类号：TH16；TH133．3文献标识码：A1引言式中：—速度矢量。p一密度。随着旋转机械向着高速和重载的方向发展，机械行业对轴此质量守恒方程表述为：单位时间内流体微元体中质量的承的性能要求也越来越高。日前，国内外大多数学者用数值法求增加等于同一时间间隔内流人该微元体的净质量。解雷诺方程来研究轴承的静动态特性，但是雷诺方程是N—S方2．2动量守恒方程程的简化，忽略了惯性项等因素的影响；并且对于形状复杂的~-(pv)V·()一Vp+V·()+户(2)轴承通过编写程

8、序来求静动态特性是非常费时费力的。计算机流体动力学(CFD)通过数值计算和图像显示对流体系统进行仿真『(Vv+)一2。vt](3)分析。CFD的基本思想：用一系列有限单元对在时间域和空间域式中：P一流体微元体上的压力；r_外部体积力；李一应力张量；上连续的物理量场进行离散，并且建立这些离散点上变量的代数，__单位张量