原文传递
基于局部接触的水润滑艉轴承流固耦合研究
| 论文题名： | 基于局部接触的水润滑艉轴承流固耦合研究 |
| 关键词： | 局部接触;水润滑艉轴承;流固耦合;有限元法 |
| 摘要： | 水润滑艉轴承由于具有结构简单、防污染、高减振和抗冲击等显著优点，在船舶推进系统中得到广泛应用。但是，由于螺旋桨重力的悬臂作用，船舶艉轴会出现一定的弯曲，艉轴与艉轴承发生局部接触，产生润滑冷却不良、温度升高等效应，从而导致轴承损伤事故发生。 为了改善艉轴与艉轴承的局部接触状况及润滑性能，文中以水润滑艉轴承为研究对象，在轴承内表面引入规则微凸体织构，并利用Adina有限元方法，建立具有规则微凸体的水润滑艉轴承流固耦合模型，重点研究运行工况、规则微凸体结构参数及布置形式对水润滑轴承的局部接触状况及润滑性能的影响规律。研究工作及结论如下： （1）运行工况的影响。提高艉轴转速与进水速度，可提高水膜压力及水膜支撑力，减少轴承的接触力，使轴下沉位移减少，有利于改善水润滑艉轴承的局部接触状况和润滑性能；增大轴承比压会导致轴承上承受的接触力，以及最大有效应力与最大变形量增大。但由于微凸体弹性变形作用，特别是在大比压情况下，可在一定程度上减小水膜厚度，提高水膜的承载能力。 （2）结构参数影响。微凸体的高度和半径的变化会改变水膜压力分布及支撑力大小，从而改变水润滑轴承的局部接触状况及润滑性能。研究发现，在具有微凸体的水润滑艉轴承中，随着微凸体半径增大或高度减小，水膜压力及支撑力均会增加，轴承承担的总接触力及轴承应力、变形均相应降低，轴下沉位移减小。 （3）布置形式的影响。微凸体轴向间距和周向夹角的变化，对水膜压力和支撑力产生一定的影响。研究发现，只有当微凸体轴向间距小于其临界值 l，或者周向间距大于其临界值α时，水膜才能产生一定的流体动压支撑力，才有利于改善轴承局部接触状况，提高轴承的润滑性能。且研究表明，沿转速方向的微凸体不等间距布置形式中，密度递增的微凸体布置形式产生的水膜压力及支撑力最大，此时轴承承担的总接触力最小。 |
| 作者： | 钦波 |
| 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： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
