动静压转台变形研究

发布时间：2023-10-06 17:10

　　伴随着科技发展和社会进步,现代机械制造业得到迅猛发展,包括航空、航天、船舶重工等各类制造业对大型化和精密化零件提高了加工要求。大型回转工作台承载性能的优劣会影响整个系统的加工精度,因为它是各类重型机械设备的重要构件。我国目前研发的回转工作台多为静压回转工作台,在承载能力和加工精度上与国外还存在差距。高速重载工况回转工作台内油膜流场与转台之间会形成流固热耦合效应,使得转台发生变形,这会进一步影响间隙油膜的形状从而影响转台的承载性能和加工精度。故有必要对转台摩擦副间的油膜流场特性及其变形规律进行探究。本文以动静压转台为研究对象,在分析油膜压力和温度的基础上,进一步探究了二者对转台变形的影响,具体工作如下:1、建立动静压转台工作台和中盘有限元模型及中盘上、下表面油膜网格模型,确定油膜流场求解及有限元求解的基本控制方程和边界条件。2、在流体仿真软件Fluent中计算油膜压力及温度分布,经实验验证仿真正确,同时分析了中盘转速及油膜厚度对中盘上表面油膜动压峰值及油膜最高温度的影响规律。依据中盘受力平衡,模拟分析中盘下表面油膜压力场和温度场分布。3、计算工作台和中盘的对流换热系数,在ANSYS Wo...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 轴承油膜特性研究现状
        1.2.2 流固耦合研究现状
    1.3 本文主要研究内容及方法
第2章 动静压转台有限元建模
    2.1 动静压转台几何模型
        2.1.1 动静压转台结构
        2.1.2 中盘上表面油腔分布
        2.1.3 下盘上表面油腔分布
    2.2 动静压转台油膜流场分析基本控制方程
        2.2.1 质量守恒方程
        2.2.2 动量守恒方程
        2.2.3 能量守恒方程
    2.3 动静压转台温度场分析相关理论
        2.3.1 传热方式
        2.3.2 导热微分方程
    2.4 动静压转台有限元建模
        2.4.1 单周期油膜模型建立及网格划分
        2.4.2 动静压转台CAD模型
        2.4.3 动静压转台有限元模型
    2.5 实验验证
    2.6 本章小结
第3章 动静压转台油膜润滑特性分析
    3.1 油膜模型求解参数设置
        3.1.1 中盘上表面油膜模型求解参数设置
        3.1.2 中盘下表面油膜模型求解参数设置
    3.2 油膜压力场数值模拟
        3.2.1 中盘油膜压力场分析
        3.2.2 下盘油膜压力场分析
    3.3 油膜温度场数值模拟
        3.3.1 中盘油膜温度场分析
        3.3.2 下盘油膜温度场分析
    3.4 本章小结
第4章 转台变形分析
    4.1 流固热耦合计算相关理论
        4.1.1 流固耦合计算理论
        4.1.2 单项流固热耦合计算流程
    4.2 转台温度场数值分析
        4.2.1 表面对流换热系数计算
        4.2.2 求解条件设置
        4.2.3 工作台和中盘温度场分析结果
    4.3 工作台变形数值分析
        4.3.1 力变形分析
        4.3.2 热变形分析
        4.3.3 热力耦合变形分析
    4.4 中盘变形数值分析
        4.4.1 力变形分析
        4.4.2 热变形分析
        4.4.3 热力耦合变形分析
    4.5 工作台和中盘变形的综合影响规律
    4.6 本章小结
第5章 全周期中盘变形分析及下盘压力实验
    5.1 油腔位置改变对中盘变形的影响
        5.1.1 油膜流场分析
        5.1.2 油腔位置改变后中盘变形结果分析
    5.2 下盘压力实验
        5.2.1 下盘静压腔内压力理论计算
        5.2.2 实验方案
        5.2.3 定负载实验结果分析
    5.3 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的论文
学位论文评阅及答辩情况表



本文编号：3852117