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计入弹性变形的船舶尾轴承润滑特性研究
| 论文题名： | 计入弹性变形的船舶尾轴承润滑特性研究 |
| 关键词： | 船舶尾轴承;水润滑;内衬粘弹性材料;弹性变形;液膜压力测试 |
| 摘要： | 船舶尾轴承是船舶轴系重要的部件之一，起着支撑船舶尾轴的作用。船舶尾轴承的润滑形式根据内衬材料的不同可以分为以下两种:油润滑和水润滑。随着科技的发展，能源危机愈来愈严重，水润滑尾轴承由于其能耗低、结构简单、无污染、安全性高等优点已经受到了广泛的关注，越来越多的船舶选择使用水润滑尾轴承代替油润滑尾轴承。水润滑尾轴承内衬多为高粘弹性材料，弹性变形大。在低速、重载时，轴承轴瓦表面的最大变形往往会达到甚至超过最小润滑膜厚度值。因此有必要开展计入弹性变形的轴承润滑性能计算，提高轴承承载能力的计算精度。 论文以大长径比船舶尾轴承为研究对象，运用有限元法相关理论在Matlab中编程求解尾轴承的弹性变形，并耦合雷诺方程求得给定载荷下轴承的润滑液膜压力与厚度分布，并在此基础上探讨了船舶尾轴承弹流润滑性能的影响因素。论文的主要工作及结论如下: (1)介绍了有限差分法求解雷诺方程的详细步骤，以及有限元法的虚功原理和最小势能原理。运用这些理论推导出了连续体的整体刚度矩阵，建立了给定外载荷下滑动轴承弹流润滑计算的数学模型，得到了滑动轴承的弹性润滑特性数值解。 (2)研究了船舶尾轴承的材料属性（泊松比、弹性模量）、轴承的长径比，以及润滑剂的粘度等因素对润滑性能的影响状况。结果表明:减小船舶尾轴承材料的泊松比和弹性模量，对于改善轴承与轴颈间的弹流润滑有着促进作用;轴承长径比对其润滑性能有着一定程度的影响。随着轴承长径比的增大，弹流动压润滑的最大压力越小，最小膜厚越大;润滑剂的粘度越大，弹流润滑液膜压力分布更加平缓，最大压力越小，最小膜厚越大。 (3)通过尾轴承液膜压力测试试验得到了尾轴承的液膜压力分布状况。表明在相同的工况下（载荷、转速），轴承各个测点的液膜压力的试验测量值与理论计算值的变化趋势基本一致，误差在±20％以内。 |
| 作者： | 刘端 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 刘正林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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