郑福明 陈汝刚 张红岩

1海军装备部舰船办，北京100071 2中国舰船研究设计中心，武汉430064

基于FSI的尾轴倾角对水润滑轴承润滑特性的影响

郑福明1陈汝刚2张红岩1

1海军装备部舰船办，北京100071 2中国舰船研究设计中心，武汉430064

应用流固耦合方法，在考虑水润滑尾轴承内部结构和内部流场相互作用的情况下，研究尾轴倾角对轴承水润滑特性的影响，探讨轴承、尾轴与水膜间的流固耦合问题。应用ADINA有限元软件，建立尾轴承流固耦合模型，求解尾轴承水膜压力分布，以及轴承的压力分布、径向变形和有效应力，分析尾轴倾角对尾轴承润滑特性的影响规律。结果表明：当计入尾轴倾角时，尾轴承最大水膜压力出现在轴承尾端，倾角越大，最大水膜压力也越大，且随着尾轴倾角的增大，水膜压力以及轴承的压力、径向变形和有效应力也逐渐增大。

流固耦合；尾轴倾角；水润滑轴承；有限元分析

0 引 言

水润滑轴承在舰船推进系统中得到了较多的应用，但由于螺旋桨重力的作用，尾轴会发生弯曲变形，在垂直面内尾轴轴线与尾轴承轴线形成一定的转角，导致尾轴与尾轴承的接触面积减小。再加上水的粘度较低，影响了尾轴承的润滑性能，造成局部压力上升，最终缩短轴承的使用寿命。因此，开展基于流固耦合的尾轴倾角对轴承水润滑特性的研究具有重要的理论意义和工程应用前景。

目前，在水润滑尾轴承润滑性能研究中，大部分学者忽略了轴承材料的弹性变形［1-3］、尾轴变形［4］以及水槽［5-8］等因素的影响。……