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基于韦布尔分布的航空高速摆动自润滑关节轴承寿命测试与评估
1
作者 林晶 王睿 高浩洋 《轴承》 北大核心 2026年第2期78-81,共4页
采用两参数韦布尔分布模型对国产航空高速摆动自润滑关节轴承的可靠性寿命进行测试和评估,开展了轴承定时截尾寿命试验,针对未失效轴承,利用平均磨损率和许用磨损量通过外推法计算轴承寿命,通过参数估计得到轴承寿命韦布尔分布的尺度参... 采用两参数韦布尔分布模型对国产航空高速摆动自润滑关节轴承的可靠性寿命进行测试和评估,开展了轴承定时截尾寿命试验,针对未失效轴承,利用平均磨损率和许用磨损量通过外推法计算轴承寿命,通过参数估计得到轴承寿命韦布尔分布的尺度参数和形状参数分别为1845和4.215,国产航空高速摆动自润滑关节轴承的可靠性寿命为1082h。 展开更多
关键词 滑动轴承 关节轴承 自润滑 韦布尔分布 寿命试验 可靠性
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低速重载大偏心风电齿轮箱滑动轴承的混合润滑性能
2
作者 白尊洋 王星 +2 位作者 杨志 冯毅 王琳 《轴承》 北大核心 2026年第4期54-61,共8页
为研究低速重载大偏心风电齿轮箱滑动轴承的摩擦学性能,搭建全尺寸滑动轴承试验台测试其在不同工况下的润滑性能。考虑温黏压效应与微凸体接触的影响,建立了基于平均流雷诺方程的滑动轴承润滑性能数值计算模型,并结合试验结果进行验证... 为研究低速重载大偏心风电齿轮箱滑动轴承的摩擦学性能,搭建全尺寸滑动轴承试验台测试其在不同工况下的润滑性能。考虑温黏压效应与微凸体接触的影响,建立了基于平均流雷诺方程的滑动轴承润滑性能数值计算模型,并结合试验结果进行验证。在此基础上,分析了不同进油温度、转速、载荷和表面粗糙度下滑动轴承润滑性能的变化,结果表明:低速重载大偏心工况下,转速应高于25.6 r/min,提高转速可以改善轴承润滑性能,且造成的温升影响很小;进油温度对润滑性能影响较大,达到60℃后摩擦力矩快速升高;表面粗糙度值低于1.5μm时对润滑性能影响不大,甚至会有小幅改善,较大时会使润滑性能急剧恶化。 展开更多
关键词 滑动轴承 风电轴承 风力发电机组 润滑 温度 转速 载荷 表面粗糙度
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中介轴承支承特性不确定下的磁悬浮双转子系统的定点碰摩特性研究
3
作者 奈云飞 王念先 +1 位作者 徐远 丁英杰 《机床与液压》 北大核心 2026年第2期1-6,共6页
中介轴承支承刚度与阻尼特性因制造公差、材料性能离散性及运行环境波动呈现显著不确定性,直接影响磁悬浮双转子系统的碰摩行为。通过区间法量化刚度与阻尼的不确定性范围,建立含区间参数的转子动力学模型,结合Lankarani-Nikravesh模型... 中介轴承支承刚度与阻尼特性因制造公差、材料性能离散性及运行环境波动呈现显著不确定性,直接影响磁悬浮双转子系统的碰摩行为。通过区间法量化刚度与阻尼的不确定性范围,建立含区间参数的转子动力学模型,结合Lankarani-Nikravesh模型分析碰摩非线性特性。为求解含不确定性的系统响应,采用基于Chebyshev包含函数的区间分析法,通过Chebyshev多项式逼近来估计系统动力学响应的边界范围。结果表明:支承刚度不确定度存在临界阈值,超过该阈值时系统由确定性碰摩转变为概率性碰摩状态,且不确定度增大会显著加剧碰摩深度;刚度区间中值的增加会强化碰摩强度,而阻尼区间中值的提升可有效抑制碰摩幅值。研究揭示了物理参数通过区间特性影响碰摩行为的机制,为磁悬浮双转子系统的公差设计、参数匹配及稳定性控制提供了理论依据。 展开更多
关键词 磁悬浮双转子系统 区间法 中介轴承 定点碰摩
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风电机组齿轮箱滑动轴承缩比试验台
4
作者 张凯 龙灿 +2 位作者 刘河 张成旭 冯凯 《轴承》 北大核心 2026年第4期80-93,共14页
滑动轴承代替滚动轴承可大幅提高风电机组齿轮箱的扭矩密度,是风电机组齿轮箱的重要发展趋势。针对风电机组齿轮箱滑动轴承低速、重载、承受弯矩等工况特点,首次设计搭建了一种可实现径向载荷与弯矩耦合加载,支持轴承温度、油膜压力和... 滑动轴承代替滚动轴承可大幅提高风电机组齿轮箱的扭矩密度,是风电机组齿轮箱的重要发展趋势。针对风电机组齿轮箱滑动轴承低速、重载、承受弯矩等工况特点,首次设计搭建了一种可实现径向载荷与弯矩耦合加载,支持轴承温度、油膜压力和油膜厚度等多物理量同步测量的风电机组齿轮箱滑动轴承缩比试验台,为风电机组齿轮箱滑动轴承在复杂工况下的性能测试方法研究及试验台设计提供参考。基于该试验台,系统研究了转速、径向载荷和弯矩对滑动轴承润滑与摩擦性能的影响规律:转速升高利于滑动轴承油膜建立与承载能力提升,但会导致轴承温升加快;径向载荷增大使最小油膜厚度减小,油膜承载状态发生转变,摩擦力矩及温升显著升高,润滑状态由全膜润滑逐渐向混合润滑转变;弯矩导致轴承偏载和油膜分布不均,摩擦力矩和温升升高,过大弯矩将削弱轴承运行稳定性。 展开更多
关键词 滑动轴承 风力发电机组 齿轮箱 缩比模型试验 弯矩 摩擦 最小油膜厚度
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船用柴油机滑动止推轴承磨损及承载性能试验
5
作者 石磊 焦亚飞 +2 位作者 徐聪聪 杨飏 叶斌 《轴承》 北大核心 2026年第3期73-80,共8页
以船用柴油机止推轴承常用材料为研究对象,开展磨损性能试验,并搭建止推轴承承载性能试验台,基于真实止推轴承结构及润滑边界条件开展承载性能试验,结果表明:在相同润滑边界条件下,CuSn10P1的平均磨损量比CuSn8Pb2低54.3%,承载能力比CuS... 以船用柴油机止推轴承常用材料为研究对象,开展磨损性能试验,并搭建止推轴承承载性能试验台,基于真实止推轴承结构及润滑边界条件开展承载性能试验,结果表明:在相同润滑边界条件下,CuSn10P1的平均磨损量比CuSn8Pb2低54.3%,承载能力比CuSn8Pb2高38%;随着pv值增加,最小油膜厚度减小,止推轴承工作面温度升高和摩擦功耗增大;在相同pv值下,较高转速可导致止推轴承工作面温度显著升高,即止推轴承的工作面温度对转速变化更敏感。 展开更多
关键词 滑动轴承 止推轴承 柴油机 锡青铜 磨损量 承载能力
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瓦面磨损对重载低速风电齿轮箱滑动轴承润滑特性的影响
6
作者 成凌锋 张帆 +2 位作者 陈磊 张海峰 张芳萍 《轴承》 北大核心 2026年第4期34-44,共11页
风电齿轮箱行星齿轮用滑动轴承在重载低速工况下容易磨损,影响轴承的润滑特性、服役特性及寿命。建立了包含磨损区域特征的轴承模型,采用Comsol-Fluent联立的方法对滑动轴承润滑特性进行仿真计算,研究轴瓦磨损和线速度对轴承油膜压力、... 风电齿轮箱行星齿轮用滑动轴承在重载低速工况下容易磨损,影响轴承的润滑特性、服役特性及寿命。建立了包含磨损区域特征的轴承模型,采用Comsol-Fluent联立的方法对滑动轴承润滑特性进行仿真计算,研究轴瓦磨损和线速度对轴承油膜压力、油膜厚度和油膜温度等润滑特性的影响。结果表明:磨损改变了轴瓦的微观型面及动压润滑效应,相比无磨损轴承,随着磨损深度的增加,油膜压力形成2个峰值且位于磨损区域内,最大油膜压力P_(max)及其位置分别随着磨损深度的增大而减小和增大,P_(max)始终位于磨损区域边缘;最高油膜温度T_(max)及其位置随着磨损深度的增大均显著增大,T_(max)始终位于P_(max)后且位于磨损区域内部;油膜厚度在磨损区显著增大,在磨损边缘处发生突变,最小油膜厚度h_(min)及其位置随着磨损深度的增大而增大,并位于磨损边缘结束位置;相比无磨损情况,线速度为0.13 m/s,最大磨损深度δ_(0)从0增大到15μm时,P_(max)降低7.1 MPa(为63.5 MPa),T_(max)增大3.3℃(为68.6℃),h_(min)增大6.3μm(为7.5μm);当线速度增大时,P_(max)减小,T_(max)增大,h_(min)增大。 展开更多
关键词 滑动轴承 齿轮箱 轴瓦 磨损 润滑特性 仿真模型
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高速钻头浮动套轴承失效分析与摩擦学性能研究
7
作者 洪毅 佘扬周 +2 位作者 万宇航 刘洋 谭小春 《润滑与密封》 北大核心 2026年第2期86-95,共10页
为分析牙轮钻头浮动套轴承失效原因,通过对现有浮动套轴承进行寿命试验和理化检测,并基于有限差分法、雷诺方程和能量方程建立浮动套轴承润滑数值模型,分析浮动套轴承在不同内外间隙比下的工作参数,揭示轴承转速和偏心率对润滑油膜压力... 为分析牙轮钻头浮动套轴承失效原因,通过对现有浮动套轴承进行寿命试验和理化检测,并基于有限差分法、雷诺方程和能量方程建立浮动套轴承润滑数值模型,分析浮动套轴承在不同内外间隙比下的工作参数,揭示轴承转速和偏心率对润滑油膜压力分布、温度分布影响规律。结果表明:温度升高导致轴承表面形成黏着磨损,黏着部位撕扯力使轴承表面形成裂纹;内外间隙比、转速和偏心率是影响浮动套轴承摩擦学性能的3个主要因素。高转速和较大偏心率会引起油膜压力和温度显著增大,导致油膜更易破裂;内外间隙比设置不合理将导致轴承表面温度和摩擦扭矩升高。当间隙比为2.0时,牙轮钻头浮动套轴承具有较好的摩擦学性能且不易发生黏着磨损,因此浮动套轴承应采用内间隙大而外间隙小的结构设计。 展开更多
关键词 浮动套轴承 轴承失效 摩擦学性能 间隙比 油膜压力
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基于K-PSO和StOMP的往复压缩机激振信号盲源分离 被引量：2
8
作者 王金东 马智超 +2 位作者 赵海洋 李彦阳 张宇 《机床与液压》 北大核心 2025年第3期228-234,共7页
在当前信号的盲源分离中,传统“两步法”易陷入局部最优解,并且其准确率会随采集信号数的增加或稀疏性的降低而大幅下降。针对上述问题,提出一种结合K均值-粒子群(K-PSO)和分段正交匹配追踪(StOMP)的稀疏分量分析方法。对采集信号执行K... 在当前信号的盲源分离中,传统“两步法”易陷入局部最优解,并且其准确率会随采集信号数的增加或稀疏性的降低而大幅下降。针对上述问题,提出一种结合K均值-粒子群(K-PSO)和分段正交匹配追踪(StOMP)的稀疏分量分析方法。对采集信号执行K均值聚类算法,将产生的结果反馈至PSO聚类中估计混合矩阵。在获得混合矩阵后,将其源信号矩阵转化成列数为1的向量,再通过分段正交匹配追踪算法重构源信号。将实测的往复压缩机正常信号和3种单一故障信号混合成2种复合故障信号,并对复合故障信号进行试验验证。结果表明:在计算时间方面,相较模糊C均值聚类(0.335 s)和K均值聚类(0.299 s),尽管K-PSO聚类方法牺牲了一部分效率(1.561 s),但在总体角度偏差和归一化均方根误差方面表现更优,具有更好的估计精度;相较最短路径法(0.123 s),StOMP算法同样牺牲效率(2.031 s),却获得更佳的相关系数和均方根误差,表现更好的分离重构能力。这说明,该方法在盲源分离中具有可行性和实际应用价值。 展开更多
关键词 往复压缩机 欠定盲源分离 K均值聚类 粒子群算法 分段正交匹配追踪
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环氧树脂自润滑滑动轴承摩擦磨损性能及其仿真分析 被引量：1
9
作者 刘洪 赵延龙 李昱辰 《轴承》 北大核心 2025年第2期70-78,共9页
在环氧树脂(EP)中加入一定量的r-GO和不同比例的TiO_(2),研究其对EP材料摩擦磨损性能的影响,并基于滑动轴承接触理论,利用ABAQUS有限元软件对添加r-GO/TiO_(2)/EP自润滑层的滑动轴承进行仿真分析,结果表明,加入r-GO或r-GO/TiO_(2)能显... 在环氧树脂(EP)中加入一定量的r-GO和不同比例的TiO_(2),研究其对EP材料摩擦磨损性能的影响,并基于滑动轴承接触理论,利用ABAQUS有限元软件对添加r-GO/TiO_(2)/EP自润滑层的滑动轴承进行仿真分析,结果表明,加入r-GO或r-GO/TiO_(2)能显著改善EP材料的摩擦学性能,TiO_(2)质量分数为30%的r-GO/TiO_(2)/EP复合材料的摩擦磨损性能最佳;r-GO/TiO_(2)/EP自润滑层的引入能改善轴承的应力和应变分布。 展开更多
关键词 滑动轴承 自润滑轴承材料 环氧树脂 摩擦系数 磨损率 有限元分析
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基于μ综合控制的磁悬浮双转子碰摩响应
10
作者 王涛 王念先 《轴承》 北大核心 2025年第8期43-50,共8页
转静件碰摩作为双转子系统中的一种典型故障,对系统的稳定运行具有重要影响。针对磁悬浮双转子系统的运行稳定性和碰摩扰动问题,采用Lankarani-Nikravesh模型描述定点碰撞力,并使用有限元法和模态截断法建立了在μ综合控制下的磁悬浮双... 转静件碰摩作为双转子系统中的一种典型故障,对系统的稳定运行具有重要影响。针对磁悬浮双转子系统的运行稳定性和碰摩扰动问题,采用Lankarani-Nikravesh模型描述定点碰撞力,并使用有限元法和模态截断法建立了在μ综合控制下的磁悬浮双转子系统模型开展碰摩响应分析,结果表明:双转子结构有明显的刚性模态,升速过程中更容易发生碰摩故障,使用μ综合控制器能有效避免碰撞;在一阶弯曲临界角速度附近,与PID控制相比,μ综合控制方法对碰摩响应过程中的基频、倍频和内外转子通过中介轴承耦合的组合频信号都有明显的抑制效果;使用μ综合控制器的磁悬浮双转子系统在加速过程中发生碰摩时能承受更大的极限载荷。 展开更多
关键词 滑动轴承 磁力轴承 转子系统 控制器 碰撞 临界角速度 承载能力
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无轴承永磁薄片电动机关键技术研究及发展综述
11
作者 陆静 孙闯 +1 位作者 朱熀秋 杨泽斌 《轴承》 北大核心 2025年第8期1-7,共7页
无轴承永磁薄片电动机除了具有传统无轴承永磁电动机无摩擦磨损、高速、高精度和寿命长等优点外,还具有体积小,密封性好和功率因数高等优点,在半导体制造、医疗和化学工业等对洁净度要求极高的领域具有重要应用价值。阐述了无轴承永磁... 无轴承永磁薄片电动机除了具有传统无轴承永磁电动机无摩擦磨损、高速、高精度和寿命长等优点外,还具有体积小,密封性好和功率因数高等优点,在半导体制造、医疗和化学工业等对洁净度要求极高的领域具有重要应用价值。阐述了无轴承永磁薄片电动机的基本运行原理,归纳总结了无轴承永磁薄片电动机的结构参数优化设计、控制策略和无传感器自检测技术3项关键技术的研究进展,展望了无轴承永磁薄片电动机结构参数设计、全速域解耦和无传感器技术等未来的发展趋势。 展开更多
关键词 滑动轴承 磁力轴承 电动机 结构设计 控制策略 发展趋势
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新型球面隐式洛伦兹力偏转磁轴承优化设计
12
作者 张志莲 王歧 +2 位作者 尚雪 焦飞腾 史承泰 《轴承》 北大核心 2025年第8期135-142,共8页
针对传统磁悬浮框架飞轮用洛伦兹力偏转磁轴承存在轴/周向气隙磁密波动、偏转悬浮精度差以及偏转角度小的问题,基于轻量化需求,设计了一种球面结构的隐式洛伦兹力偏转磁轴承。通过有限元方法对比评估了新型磁悬浮轴承结构与传统磁悬浮... 针对传统磁悬浮框架飞轮用洛伦兹力偏转磁轴承存在轴/周向气隙磁密波动、偏转悬浮精度差以及偏转角度小的问题,基于轻量化需求,设计了一种球面结构的隐式洛伦兹力偏转磁轴承。通过有限元方法对比评估了新型磁悬浮轴承结构与传统磁悬浮轴承结构在气隙磁密分布方面的性能差异;结合洛伦兹力偏转磁轴承的结构与工作原理,利用等效磁路理论构建了其磁路模型,并进一步开展了相关磁路特性分析;以洛伦兹力磁轴承磁密强度和均匀度为目标,对球面隐式洛伦兹力偏转磁轴承进行优化设计,并根据优化结果进行仿真分析。结果表明:在满足框架飞轮偏转角度的需求下,隐式球面方案的轴向气隙磁密变化率为6.6%,相比于显式方案的23.7%降低了17.1%,保证了悬浮系统的稳定性和精度,所提方案的磁密质量比为1.355 T/kg,使磁轴承能够提供更高的轴向磁密强度和更好的周向均匀性,从而提高偏转力矩和悬浮精度。 展开更多
关键词 滑动轴承 磁力轴承 框架飞轮 洛伦兹力 有限元法 优化设计
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油膜轴承锁紧装置螺纹公差带六西格玛分析
13
作者 郭强 孙鹏程 《机械工程师》 2025年第6期144-148,共5页
油膜轴承锁紧结构其功能是将油膜轴承固定在支承辊上,实现油膜轴承的轴向定位。油膜轴承锁紧结构在工作过程中会承受来自轧制过程中产生的轴向载荷。针对有些用户锁紧结构使用过程中螺纹连接失效现象,利用六西格玛仿真分析技术,对油膜... 油膜轴承锁紧结构其功能是将油膜轴承固定在支承辊上,实现油膜轴承的轴向定位。油膜轴承锁紧结构在工作过程中会承受来自轧制过程中产生的轴向载荷。针对有些用户锁紧结构使用过程中螺纹连接失效现象,利用六西格玛仿真分析技术,对油膜轴承锁紧结构的螺纹公差带进行分析,得到油膜轴承锁紧结构各参数的响应曲面,在此基础上,对油膜轴承锁紧结构进行六西格玛分析,确保油膜轴承锁紧结构螺纹公差带的设计满足六西格玛要求,提升油膜轴承锁紧结构螺纹设计的可靠性。 展开更多
关键词 油膜轴承 锁紧装置 六西格玛分析
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划片机主轴偏心补偿式永磁轴承磁力特性分析 被引量：1
14
作者 赵微 赵川 +2 位作者 孙凤 徐方超 赵芳 《轴承》 北大核心 2025年第8期22-29,共8页
针对划片机无膜划切时,在启停阶段承载力不足导致主轴与轴承直接接触等问题,提出了一种磁悬浮轴承与气体动压轴承共同支承的划片机主轴系统。设计径向偏心永磁轴承结构,其定子磁环与转子磁环轴向偏移布置,永磁轴承和气体轴承关于轴向电... 针对划片机无膜划切时,在启停阶段承载力不足导致主轴与轴承直接接触等问题,提出了一种磁悬浮轴承与气体动压轴承共同支承的划片机主轴系统。设计径向偏心永磁轴承结构,其定子磁环与转子磁环轴向偏移布置,永磁轴承和气体轴承关于轴向电磁轴承两侧对称布置;基于分子电流法建立适用于偏心永磁轴承的理论模型,积分定义法计算其承载力,并对转子在径向和轴向偏离中心位置时的力学特性进行分析;搭建偏心永磁轴承力学性能测试平台,对永磁轴承承载力进行试验验证。结果表明:基于分子电流法的理论模型具有较高精度,两侧的偏心永磁轴承能够提供6.4 N径向力补偿转子重力,单侧提供34 N轴向力,两侧轴向力相互抵消,使主轴悬浮于中心位置,满足启停阶段划切要求。 展开更多
关键词 磁力轴承 气体动压轴承 承载力 分子电流 结构设计
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微动工况下40Cr/铜镶嵌石墨关节轴承的摩擦磨损性能 被引量：1
15
作者 梁杰 李宗来 +2 位作者 高琳 魏旭东 韩红安 《轴承》 北大核心 2025年第6期67-72,共6页
针对某海洋工况核电阻尼器开发了内圈外表面附有TiAlN涂层和无涂层的2种40 Cr/铜镶嵌石墨自润滑关节轴承,使用自主研发的负载模拟台对其进行了微动磨损试验,试验中径向载荷为2400 N,频率为2 Hz,摆动角度为±6°,试验时间为45 h... 针对某海洋工况核电阻尼器开发了内圈外表面附有TiAlN涂层和无涂层的2种40 Cr/铜镶嵌石墨自润滑关节轴承,使用自主研发的负载模拟台对其进行了微动磨损试验,试验中径向载荷为2400 N,频率为2 Hz,摆动角度为±6°,试验时间为45 h,结果表明:两关节轴承摩擦系数变化趋势相似,摩擦初期TiAlN涂层减摩效果显著,但8 h后有涂层关节轴承的摩擦系数更大。利用ANSYS有限元软件分析了关节轴承在工作条件下的受力情况,内圈外表面应力呈椭圆形分布,与实际磨损区域高度吻合。通过数字显微镜分析发现,无涂层关节轴承内圈外表面以浅层犁沟为主,而有涂层关节轴承内圈外表面因TiAlN磨粒与石墨混合形成硬度更高的混合磨粒,导致犁沟深度增大。 展开更多
关键词 滑动轴承 关节轴承 阻尼器 自润滑 涂层 摩擦系数
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滑动轴承仿真分析技术进展及前沿探索 被引量：4
16
作者 许钟颖 韩彦峰 +3 位作者 黄景东 杨猷建 郭明权 ASHIKUR Rahman Mohammad 《船舶工程》 北大核心 2025年第6期I0026-I0038,共13页
[目的]滑动轴承因其结构紧凑、承载能力强和运行平稳等优点,被广泛应用于航空航天、船舶和风电系统等高端制造领域,因此,精准预测滑动轴承在复杂工况下的润滑性能与服役行为,构建合理且高效的润滑模型成为该领域的核心问题之一。[方法]... [目的]滑动轴承因其结构紧凑、承载能力强和运行平稳等优点,被广泛应用于航空航天、船舶和风电系统等高端制造领域,因此,精准预测滑动轴承在复杂工况下的润滑性能与服役行为,构建合理且高效的润滑模型成为该领域的核心问题之一。[方法]系统地回顾滑动轴承经典润滑模型的发展历程,重点分析流体动压润滑(HD)、弹性流体动压润滑(EHL)、热流体动压润滑(THD),以及热弹流混合润滑(TEHD)等典型模型的理论基础与适用范围。同时,梳理针对现代滑动轴承在高载荷、变转速、温升显著及材料弹性响应等复杂工况下的多物理场耦合建模方法,并探讨轴偏斜、湍流效应、空化现象与表面粗糙度等关键因素的建模与影响机制。[结果]已有研究和文献表明,多物理场耦合与多因素协同建模方法有助于提高润滑性能的预测准确性。此外,神经网络与物理模型的融合在数据驱动与物理约束协同建模方面展现出良好的应用潜力,可有效提升模型的泛化能力与计算效率。[结论]总结滑动轴承仿真分析技术的未来发展趋势,并展望了未来在智能建模与多尺度物理融合方向的研究前景。 展开更多
关键词 滑动轴承 润滑模型 仿真分析 多物理场耦合 物理信息融合
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基于NSGA-Ⅲ算法与TOPSIS决策的5-DOF AMB多目标优化设计 被引量：1
17
作者 高齐 魏嘉豪 +2 位作者 邢恩辉 白文鑫 郭全兴 《轴承》 北大核心 2025年第8期30-42,共13页
针对传统燃料电池空压机能耗高,轴承寿命低,承载力不足等问题,设计了基于能量回收型空压机的五自由度主动磁悬浮轴承(5-DOF AMB)系统。根据燃料电池用能量回收型空压机的设计要求确定5-DOF AMB的初始结构参数,基于NSGA-Ⅲ算法和TOPSIS决... 针对传统燃料电池空压机能耗高,轴承寿命低,承载力不足等问题,设计了基于能量回收型空压机的五自由度主动磁悬浮轴承(5-DOF AMB)系统。根据燃料电池用能量回收型空压机的设计要求确定5-DOF AMB的初始结构参数,基于NSGA-Ⅲ算法和TOPSIS决策,以5-DOF AMB的承载力和位移刚度最大以及体积和轴向长度最小为目标函数进行结构参数优化,使5-DOF AMB的各项性能相比优化前得到较大提升。另外,基于有限元软件完成了5-DOF AMB电磁特性分析及其所支承转子系统临界转速的计算与校核。 展开更多
关键词 磁力轴承 空气压缩机 主动磁悬浮轴承 多目标优化 临界转速
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抽蓄电站推力轴承三维热流动力润滑特性 被引量：1
18
作者 张帆 庞嘉扬 +2 位作者 张宏伟 吴晶莹 王正伟 《热能动力工程》 北大核心 2025年第11期164-173,共10页
抽蓄电站推力轴承润滑油性能失效会导致轴瓦表面被烧坏,严重影响机组的安全运行。基于VOF两相流模型和SST k-ω湍流模型对抽蓄电站推力轴承内部油气系统开展三维非定常数值计算,获得额定工况下的机组推力轴承系统在不同油膜厚度和进油... 抽蓄电站推力轴承润滑油性能失效会导致轴瓦表面被烧坏,严重影响机组的安全运行。基于VOF两相流模型和SST k-ω湍流模型对抽蓄电站推力轴承内部油气系统开展三维非定常数值计算,获得额定工况下的机组推力轴承系统在不同油膜厚度和进油流量下的润滑油三维热流动力润滑特性。结果表明:机组稳定运行时,油膜内部的润滑油表观速度和压力呈现明显的区域性分布,流速主要集中在19.2~38.3 m/s范围内;油膜中含有微量空气,导致润滑油体积分数分布具有显著不均性;在温度方面,随着流量的增加,轴瓦最高温度升高,但整体平均温度降低,同时,轴瓦左右端面的润滑油温度呈现明显的阶梯式分布;在受力方面,油膜剪切应力随流量增加表现为“先快速增长、后增幅减缓”的趋势,并逐渐趋于饱和,其最大值由7.08 MPa增加至7.76 MPa;增加约15%的润滑油量可以改善轴瓦冷却效果并增强油膜润滑稳定性,但过高流量会使油膜扰动增强、流动结构趋于不稳定,导致油膜厚度分布不均及局部压力波动,从而降低轴瓦的承载能力。 展开更多
关键词 推力轴承 数值模拟 VOF两相流模型 热流动力润滑特性
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人工心脏泵用磁悬浮轴承拓扑优化及性能仿真分析
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作者 赵海宁 张傲 +2 位作者 张晓友 孙凤 徐方超 《轴承》 北大核心 2025年第8期86-92,共7页
采用接触式轴承的传统人工心脏存在溶血高和血栓发生率高的问题,利用磁悬浮轴承无磨损、无需润滑的优势设计了一种结构紧凑、能耗低的单自由度可控型磁悬浮轴承。该磁悬浮轴承包括内周和外周布置的排斥型永磁铁对(被动控制)、悬浮控制... 采用接触式轴承的传统人工心脏存在溶血高和血栓发生率高的问题,利用磁悬浮轴承无磨损、无需润滑的优势设计了一种结构紧凑、能耗低的单自由度可控型磁悬浮轴承。该磁悬浮轴承包括内周和外周布置的排斥型永磁铁对(被动控制)、悬浮控制用线圈(主动控制)和电动机。利用有限元软件对径向被动、轴向主动控制部分进行结构参数设计,并通过仿真分析评价系统的性能。结果表明,转子的径向位移刚度系数为16.76 N/mm,轴向位移刚度系数为41.42 N/mm,轴向电流刚度系数为0.009 3 N/A,计算得到转子的径向恢复力为16 N左右,轴向恢复力为20 N左右,可以实现径向被动控制和轴向主动控制,满足转子的五自由度稳定悬浮要求。 展开更多
关键词 滑动轴承 磁力轴承 人工心脏 单自由度机构 结构设计 有限元分析
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基于Kriging模型的锥形气体静压轴承优化设计
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作者 张文栋 石明辉 +2 位作者 秦东晨 袁峰 陈江义 《轴承》 北大核心 2025年第1期14-22,共9页
针对如何提升小孔节流式锥形气体静压轴承综合性能的问题,以气浮电主轴用锥形气体静压轴承承载力最大、气体消耗量最小为优化目标,考虑轴承尺寸和工况要求的约束条件,采用最优拉丁超立方法选取设计点,通过有限元法计算样本集,利用2种提... 针对如何提升小孔节流式锥形气体静压轴承综合性能的问题,以气浮电主轴用锥形气体静压轴承承载力最大、气体消耗量最小为优化目标,考虑轴承尺寸和工况要求的约束条件,采用最优拉丁超立方法选取设计点,通过有限元法计算样本集,利用2种提高精度的加点策略构建针对优化目标的改进Kriging代理模型,最终使用非支配排序遗传算法获得最优解集。根据工况要求,通过权重系数法提出了3种优化方案,优化方案的气体消耗量分别降低至初始设计的28.85%,56.08%和73.87%;承载力则分别提升至初始设计的1.14,2.16和2.44倍;3种优化方案在中高转速下的性能提升会更加明显。另外,提高轴承锥度虽然能提升承载力,但同时也会增加气体消耗量。 展开更多
关键词 滑动轴承 气体静压轴承 承载力 耗气量 有限元分析 优化设计
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