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船舶推进轴系尾轴承油膜力及应力仿真计算
| 论文题名： | 船舶推进轴系尾轴承油膜力及应力仿真计算 |
| 关键词： | 船舶推进轴系;尾轴承;油膜压力;应力分布 |
| 摘要： | 滑动轴承作为支撑大型旋转机械的主要部件之一，其性能的好坏直接关系到整个运行系统的工作进度、寿命、可靠性和其它诸多经济技术指标，因此滑动轴承在转子机械中起到至关重要的作用。文章以某39000DWT系列散货船的推进轴系尾轴承作为研究对象，尾轴承是典型的滑动轴承，其在船舶航行过程中对轴系的稳定运转和功率损失起到了很好的保护作用，但经常会由于润滑不良、滑油流失、轴系故障等因素的影响而导致尾轴承不能正常工作，因此文章对推进轴系尾轴承的润滑性能和结构特性进行研究具有实际的研究背景和工程意义。文章在总结大量关于滑动轴承研究工作文献的基础上，确定了文章的研究思路，主要有两个方面：一是确立油膜破裂与再形成的边界条件以及气穴模型，基于CFD的计算方法分析尾轴承油膜稳态流场分布和润滑性能的变化规律；另外一部分是在油膜压力分析的基础上，将其结果耦合至尾轴承上，研究其对尾轴承应力和变形的影响关系。文章重点介绍了流体润滑工作机理、计算流体力学基本控制方程、流固耦合控制方程等，通过仿真计算，着重研究以下内容： 一、文章建立了尾轴承油膜流场的计算流体力学基本控制方程，确定了尾轴承油膜流场的基本假设和边界条件，得到了合理的仿真模型和计算参数，通过比较发现气穴模型更符合油膜流场的实际分布情况。 二、对建立好的油膜三维模型进行网格划分，为确定网格数量验证了网格无关性，并在Fluent中仿真计算油膜的压力场和温度场，结果表明油膜压力在楔形收敛区达到峰值，进入发散区逐渐减小；油膜温度在进油口处最低，整体温度分布从中间向轴承两侧不断增大。 三、研究了不同进油方式的尾轴承、不同轴颈旋转速度、不同进油压力、不同进油温度对油膜压力分布和油膜承载力的影响规律，为推进轴系尾轴承不同润滑工况下流场的变化提供一定的参考依据。 四、将油膜仿真计算结果与尾轴承进行耦合并利用ANSYS Workbench进行仿真计算，得到不同转速下对应的尾轴承应力和位移的云图分布和变化规律。 |
| 作者： | 鲁永强 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 袁强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江海洋大学 |
| 学位年度： | 2020 |
| 正文语种： | 中文 |
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