波箔过渡圆角对箔片气体轴承结构刚度的影响
2020-12-21禹峰哲刘国权李贤男任天明
哈尔滨工业大学学报 2020年1期
关键词:模型
禹峰哲, 冯 明, 刘国权, 李贤男, 任天明
(1. 北京科技大学 机械工程学院,北京 100083; 2.平壤出版印刷综合大学 机械工程学院,平壤 999093)
空气箔片轴承是一种采用柔性支撑,以空气为润滑剂的自作用式动压气体轴承. 一系列波拱不仅提供弹性支撑,还提供阻尼. 在波箔制造过程中,波拱与波拱的连接桥会形成一个过渡圆角. 由载荷产生的弯矩也作用在过渡圆角,该弯矩有利于波拱的变形. 因此,过渡圆角对空气箔片轴承的刚度有影响. 关于箔片几何结构对箔片轴承性能的影响,Walowit[1]和Heshmat[2-3]等进行了大量的实验和理论研究,提出了波箔结构的弹性模型,并研究了箔片轴承的稳态特性,但没有考虑顶层箔片与壳体以及波箔的摩擦力. 1999年,Iordanoff[4]考虑波箔与平箔间的接触摩擦作用,建立了波拱一端固定,一端自由以及两端都自由的刚度计算模型. 2003年,Carpino等[5]将结构阻尼设为黏性阻尼,开发了一种有限元模型,解释了库仑摩擦对箔片轴承性能的影响. 2007年,Lez 等[6]使用有限元软件进行了更精确的数值分析,考虑了箔片与壳体之间以及波箔与顶层箔片之间的摩擦力,研究了箔片结构的静态和动态特性,但没有考虑波拱结构的影响. 2010年,Feng等[7]认为波箔的波拱可简化为两个刚性连接件和一个水平间隔开的弹簧. 但所提出的模型忽略了波拱的切向位移,高估了波拱柔性. Peng等[8]将波箔结构模拟为弹簧和阻尼器,研究了波拱之间的相互作用,但忽略了顶层箔片和波箔之间的摩擦……
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