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包郵 船舶水潤(rùn)滑軸承性能參數(shù)識(shí)別及多場(chǎng)耦合建模
作者：歐陽(yáng)武
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頁(yè)數(shù)：
320
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船舶水潤(rùn)滑軸承性能參數(shù)識(shí)別及多場(chǎng)耦合建模 版權(quán)信息
- ISBN：9787030746412
- 條形碼：9787030746412 ; 978-7-03-074641-2
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊(cè)數(shù)：暫無(wú)
- 重量：暫無(wú)
- 所屬分類：>>
船舶水潤(rùn)滑軸承性能參數(shù)識(shí)別及多場(chǎng)耦合建模 內(nèi)容簡(jiǎn)介
本書在總結(jié)水潤(rùn)滑軸承性能試驗(yàn)規(guī)律的基礎(chǔ)上，闡述考慮推進(jìn)系統(tǒng)的水潤(rùn)滑軸承流固耦合和混合潤(rùn)滑建模方法，系統(tǒng)論述基于聲、光、電、磁的軸承性能和工況原位識(shí)別技術(shù)，闡述基于流固耦合的水潤(rùn)滑軸承優(yōu)化方法和新型阻尼減振技術(shù)，對(duì)拓展復(fù)雜潤(rùn)滑系統(tǒng)的摩擦學(xué)內(nèi)涵具有重要意義，為解決船舶水潤(rùn)滑軸承承載和減振難題提供重要的理論基礎(chǔ)。
船舶水潤(rùn)滑軸承性能參數(shù)識(shí)別及多場(chǎng)耦合建模 目錄
目錄
第1章 緒論 1
1.1 船舶推進(jìn)系統(tǒng) 3
1.1.1 軸驅(qū)式推進(jìn)系統(tǒng) 3
1.1.2 輪緣驅(qū)動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng) 4
1.2 船舶水潤(rùn)滑軸承 5
1.2.1 類型及功能 6
1.2.2 影響因素 7
1.2.3 潤(rùn)滑系統(tǒng) 9
1.3 水潤(rùn)滑尾軸承結(jié)構(gòu) 9
1.3.1 長(zhǎng)徑比 10
1.3.2 摩擦面及水槽方案 10
1.3.3 間隙 11
1.3.4 內(nèi)襯厚度 12
1.4 水潤(rùn)滑推力軸承結(jié)構(gòu) 12
1.4.1 固定瓦推力軸承 13
1.4.2 可傾瓦推力軸承 13
1.4.3 磁液雙浮推力軸承 15
1.5 典型水潤(rùn)滑軸承材料及特性 16
1.5.1 橡膠 16
1.5.2 樹(shù)脂基復(fù)合材料 17
1.5.3 梯度材料 18
1.6 水潤(rùn)滑軸承研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì) 19
1.6.1 研究進(jìn)展 19
1.6.2 發(fā)展趨勢(shì) 23
參考文獻(xiàn) 24
第2章 水潤(rùn)滑軸承摩擦學(xué)性能參數(shù)介入式識(shí)別技術(shù)及試驗(yàn) 27
2.1 水潤(rùn)滑軸承試驗(yàn)臺(tái) 29
2.1.1 試塊試驗(yàn)臺(tái) 29
2.1.2 徑向軸承試驗(yàn)臺(tái) 33
2.1.3 推力軸承試驗(yàn)臺(tái) 34
2.1.4 軸系試驗(yàn)臺(tái) 36
2.2 水潤(rùn)滑軸承溫度識(shí)別技術(shù) 39
2.2.1 基于熱電阻和熱電偶的溫度識(shí)別技術(shù) 39
2.2.2 其他溫度識(shí)別技術(shù) 40
2.3 水潤(rùn)滑軸承水膜壓力識(shí)別技術(shù) 41
2.3.1 軸承體嵌入式識(shí)別技術(shù) 41
2.3.2 轉(zhuǎn)軸嵌入式識(shí)別技術(shù) 43
2.4 水潤(rùn)滑軸承磨損識(shí)別技術(shù) 43
2.4.1 傳統(tǒng)磨損識(shí)別技術(shù) 43
2.4.2 超聲磨損識(shí)別技術(shù) 44
2.5 偏載對(duì)水潤(rùn)滑尾軸承潤(rùn)滑特性影響試驗(yàn) 45
2.5.1 測(cè)試方法 45
2.5.2 潤(rùn)滑特性 46
2.6 流量對(duì)水潤(rùn)滑尾軸承潤(rùn)滑特性影響試驗(yàn) 47
2.6.1 水膜壓力 47
2.6.2 水膜厚度 49
2.7 標(biāo)高對(duì)水潤(rùn)滑尾軸承潤(rùn)滑特性影響試驗(yàn) 50
2.7.1 水膜壓力 51
2.7.2 軸心軌跡 52
2.8 水潤(rùn)滑推力軸承摩擦與磨損試驗(yàn) 53
2.8.1 摩擦特性測(cè)試 53
2.8.2 磨損特性測(cè)試 55
參考文獻(xiàn) 57
第3章 水潤(rùn)滑軸承水膜分布非介入式識(shí)別技術(shù)及試驗(yàn) 59
3.1 基于熒光成像的水潤(rùn)滑軸承水膜分布識(shí)別技術(shù) 61
3.1.1 識(shí)別原理 61
3.1.2 測(cè)試系統(tǒng) 62
3.1.3 熒光光強(qiáng)-水膜厚度關(guān)系標(biāo)定 63
3.2 基于超聲的水潤(rùn)滑軸承水膜分布識(shí)別技術(shù) 65
3.2.1 識(shí)別模型 65
3.2.2 測(cè)試系統(tǒng) 67
3.2.3 驗(yàn)證試驗(yàn) 69
3.3 推力軸承膜厚分布識(shí)別試驗(yàn) 73
3.4 徑向軸承膜厚分布識(shí)別試驗(yàn) 75
3.4.1 軸承試驗(yàn)臺(tái) 75
3.4.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析 77
參考文獻(xiàn) 79
第4章 水潤(rùn)滑尾軸承動(dòng)特性參數(shù)識(shí)別技術(shù)及試驗(yàn) 81
4.1 偏載下水潤(rùn)滑尾軸承動(dòng)特性 83
4.1.1 徑向多層剛度疊加特性 83
4.1.2 軸向剛度分布特性 83
4.2 偏載下水潤(rùn)滑尾軸承分布式動(dòng)特性參數(shù)識(shí)別技術(shù) 84
4.2.1 試驗(yàn)臺(tái)及軸傾斜模擬方法 84
4.2.2 激振方案及算法 86
4.2.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析 92
4.3 軸承動(dòng)特性參數(shù)識(shí)別仿真試驗(yàn) 96
4.3.1 正反融合算法 96
4.3.2 仿真試驗(yàn) 99
4.4 軸承動(dòng)特性參數(shù)識(shí)別測(cè)試系統(tǒng)標(biāo)定技術(shù) 101
4.4.1 動(dòng)態(tài)標(biāo)定技術(shù) 101
4.4.2 動(dòng)態(tài)標(biāo)定試驗(yàn) 104
參考文獻(xiàn) 106
第5章 推進(jìn)軸系軸承服役載荷識(shí)別技術(shù)及試驗(yàn) 107
5.1 典型的軸承載荷識(shí)別方法 109
5.1.1 直接測(cè)量法 109
5.1.2 頂舉法 110
5.1.3 壓力反演法 111
5.1.4 應(yīng)變反演法 112
5.2 基于軸應(yīng)變的軸承載荷識(shí)別及驗(yàn)證 113
5.2.1 單一軸承動(dòng)載荷識(shí)別模型 113
5.2.2 多軸承動(dòng)載荷識(shí)別模型 114
5.2.3 推進(jìn)軸系轉(zhuǎn)軸截面彎矩測(cè)量方法 116
5.2.4 軸承載荷識(shí)別精度仿真驗(yàn)證 116
5.3 基于軸應(yīng)變的軸承載荷識(shí)別方法仿真試驗(yàn) 117
5.3.1 截面彎矩測(cè)量誤差 117
5.3.2 識(shí)別模型誤差 118
5.4 基于軸應(yīng)變的軸承載荷識(shí)別系統(tǒng)標(biāo)定試驗(yàn) 119
5.4.1 標(biāo)定試驗(yàn)方案 119
5.4.2 識(shí)別系統(tǒng)精度分析及提升 121
5.5 基于軸應(yīng)變的軸承載荷識(shí)別試驗(yàn) 122
5.5.1 試驗(yàn)臺(tái)裝置與儀器 123
5.5.2 與仿真結(jié)果對(duì)比 126
5.5.3 與頂舉法對(duì)比127
5.5.4 軸承載荷識(shí)別精度分析及提升 128
參考文獻(xiàn) 130
第6章 考慮軸系狀態(tài)的水潤(rùn)滑尾軸承流固耦合建模及仿真 131
6.1 考慮軸彎曲的水潤(rùn)滑尾軸承流固耦合模型及仿真 134
6.1.1 推進(jìn)軸系軸頸軸心線仿真方法 134
6.1.2 數(shù)值模型 135
6.1.3 軸承潤(rùn)滑性能分布的影響因素分析 137
6.2 考慮軸傾斜的水潤(rùn)滑尾軸承動(dòng)特性建模及仿真 145
6.2.1 計(jì)入軸頸雙向傾斜及內(nèi)襯變形的軸承幾何模型 145
6.2.2 32參數(shù)模型軸承動(dòng)特性模型 146
6.2.3 軸承動(dòng)特性求解方法及模型驗(yàn)證 147
6.2.4 軸承動(dòng)特性影響因素分析 150
6.3 水潤(rùn)滑尾軸承等效支點(diǎn)位置建模及校中迭代算法 156
6.3.1 尾軸承接觸模型建立及仿真 156
6.3.2 尾軸承等效支點(diǎn)位置計(jì)算式 160
6.3.3 計(jì)入軸承實(shí)時(shí)支點(diǎn)位置的軸系校中迭代計(jì)算方法 161
參考文獻(xiàn) 163
第7章 水潤(rùn)滑尾軸承性能評(píng)估及承載性能優(yōu)化 165
7.1 水潤(rùn)滑尾軸承性能綜合評(píng)估方法 167
7.1.1 水潤(rùn)滑軸承綜合性能評(píng)估參數(shù)分析167
7.1.2 基于熵權(quán)模糊綜合評(píng)價(jià)法的水潤(rùn)滑軸承性能評(píng)估模型 168
7.2 面向偏載的水潤(rùn)滑尾軸承變形補(bǔ)償設(shè)計(jì) 172
7.2.1 軸承非等厚內(nèi)襯設(shè)計(jì)方法 172
7.2.2 水潤(rùn)滑波紋尾軸承設(shè)計(jì) 174
7.3 基于織構(gòu)的水潤(rùn)滑尾軸承承載性能優(yōu)化 179
7.3.1 水潤(rùn)滑微凹槽織構(gòu)軸承流固耦合模型 179
7.3.2 織構(gòu)布置對(duì)軸承性能的影響 182
7.3.3 織構(gòu)結(jié)構(gòu)對(duì)軸承性能的影響 185
7.4 水潤(rùn)滑尾軸承進(jìn)水流量預(yù)測(cè)方法 193
7.4.1 仿真對(duì)象 194
7.4.2 螺旋槳抽吸對(duì)尾軸承流量的影響 196
7.4.3 水潤(rùn)滑尾軸承進(jìn)水流量計(jì)算 200
參考文獻(xiàn) 201
第8章 基于擠壓油膜的水潤(rùn)滑尾軸承流固耦合減振技術(shù)及試驗(yàn) 203
8.1 水潤(rùn)滑尾軸承承載與減振解耦設(shè)計(jì)新思想 205
8.1.1 減振與承載的耦合問(wèn)題 205
8.1.2 減振與承載的獨(dú)立設(shè)計(jì)方法 206
8.2 基于擠壓油膜的水潤(rùn)滑阻尼尾軸承結(jié)構(gòu)方案 208
8.2.1 水潤(rùn)滑阻尼尾軸承結(jié)構(gòu) 208
8.2.2 水潤(rùn)滑阻尼尾軸承減振原理 209
8.3 水潤(rùn)滑阻尼尾軸承模態(tài)與諧響應(yīng)分析 210
8.3.1 靜剛度分析 210
8.3.2 諧響應(yīng)分析 212
8.4 阻尼水潤(rùn)滑尾軸承系統(tǒng)動(dòng)特性仿真 215
8.4.1 擠壓油膜阻尼減振結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型 215
8.4.2 擠壓油膜阻尼尾軸承綜合動(dòng)特性計(jì)算式 218
8.4.3 擠壓油膜阻尼尾軸承剛度和阻尼特性仿真分析 219
8.5 阻尼水潤(rùn)滑尾軸承試驗(yàn) 221
8.5.1 試驗(yàn)方案和流程 221
8.5.2 試驗(yàn)結(jié)果分析 222
參考文獻(xiàn) 226
第9章 水潤(rùn)滑推力軸承熱流固耦合建模及仿真 227
9.1 可傾瓦推力軸承受力分析 229
9.1.1 點(diǎn)支撐推力瓦受力分析 229
9.1.2 橡膠墊支撐推力瓦受力分析 229
9.2 軸承熱流固耦合模型及算法 231
9.2.1 控制模型 231
9.2.2 算法 239
9.3 TEHD性能及其與THD性能的對(duì)比 243
9.3.1 軸承TEHD性能 243
9.3.2 與THD性能對(duì)比 245
9.4 瓦面變形對(duì)軸承TEHD性能的影響 247
9.4.1 瓦面層厚度對(duì)瓦面變形的影響 247
9.4.2 瓦面變形對(duì)軸承潤(rùn)滑特性的影響 248
9.5 推力盤-水膜界面滑移對(duì)軸承潤(rùn)滑性能的影響 250
9.5.1 界面滑移模型 250
9.5.2 界面滑移對(duì)軸承潤(rùn)滑性能的影響 252
9.6 橡膠墊偏心率對(duì)軸承潤(rùn)滑性能的影響 254
9.6.1 偏心率對(duì)軸承潤(rùn)滑性能的影響 254
9.6.2 橡膠墊*佳偏心率的影響分析 255
9.7 軸承區(qū)域性流態(tài)特性及其調(diào)控方法 261
9.7.1 瓦面區(qū)域性流體特性 261
9.7.2 瓦面形貌對(duì)流態(tài)的調(diào)整 266
9.8 推力盤傾斜對(duì)軸承潤(rùn)滑性能影響及均載方法 269
9.8.1 推力盤傾斜對(duì)軸承潤(rùn)滑性能的影響 269
9.8.2 典型均載方法 272
參考文獻(xiàn) 274
第10章 水潤(rùn)滑軸承混合潤(rùn)滑建模、仿真及試驗(yàn) 277
10.1 彈性接觸模型 279
10.1.1 表面粗糙度模型 279
10.1.2 微凸體彈性接觸模型 281
10.2 混合潤(rùn)滑模型 286
10.2.1 扇形瓦面膜厚分布 286
10.2.2 扇形離散網(wǎng)格上的等效球冠狀微凸體 287
10.3 水潤(rùn)滑軸承混合潤(rùn)滑特性 288
10.3.1 靜止?fàn)顟B(tài)瓦塊接觸分析 288
10.3.2 加速階段潤(rùn)滑性能的變化規(guī)律 290
10.3.3 粗糙度均方根對(duì)混合潤(rùn)滑性能的影響 292
10.3.4 表面粗糙度自相關(guān)長(zhǎng)度比對(duì)混合潤(rùn)滑性能的影響 294
10.4 水潤(rùn)滑軸承起飛轉(zhuǎn)速概念及試驗(yàn) 296
10.4.1 起飛轉(zhuǎn)速概念 296
10.4.2 起飛轉(zhuǎn)速試驗(yàn)207
10.5 混合潤(rùn)滑仿真結(jié)果與測(cè)試結(jié)果對(duì)比 298
10.5.1 不同仿真模型計(jì)算結(jié)果對(duì)比 298
10.5.2 測(cè)量值與仿真結(jié)果對(duì)比 301
參考文獻(xiàn) 303
第1章 緒論 1
1.1 船舶推進(jìn)系統(tǒng) 3
1.1.1 軸驅(qū)式推進(jìn)系統(tǒng) 3
1.1.2 輪緣驅(qū)動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng) 4
1.2 船舶水潤(rùn)滑軸承 5
1.2.1 類型及功能 6
1.2.2 影響因素 7
1.2.3 潤(rùn)滑系統(tǒng) 9
1.3 水潤(rùn)滑尾軸承結(jié)構(gòu) 9
1.3.1 長(zhǎng)徑比 10
1.3.2 摩擦面及水槽方案 10
1.3.3 間隙 11
1.3.4 內(nèi)襯厚度 12
1.4 水潤(rùn)滑推力軸承結(jié)構(gòu) 12
1.4.1 固定瓦推力軸承 13
1.4.2 可傾瓦推力軸承 13
1.4.3 磁液雙浮推力軸承 15
1.5 典型水潤(rùn)滑軸承材料及特性 16
1.5.1 橡膠 16
1.5.2 樹(shù)脂基復(fù)合材料 17
1.5.3 梯度材料 18
1.6 水潤(rùn)滑軸承研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì) 19
1.6.1 研究進(jìn)展 19
1.6.2 發(fā)展趨勢(shì) 23
參考文獻(xiàn) 24
第2章 水潤(rùn)滑軸承摩擦學(xué)性能參數(shù)介入式識(shí)別技術(shù)及試驗(yàn) 27
2.1 水潤(rùn)滑軸承試驗(yàn)臺(tái) 29
2.1.1 試塊試驗(yàn)臺(tái) 29
2.1.2 徑向軸承試驗(yàn)臺(tái) 33
2.1.3 推力軸承試驗(yàn)臺(tái) 34
2.1.4 軸系試驗(yàn)臺(tái) 36
2.2 水潤(rùn)滑軸承溫度識(shí)別技術(shù) 39
2.2.1 基于熱電阻和熱電偶的溫度識(shí)別技術(shù) 39
2.2.2 其他溫度識(shí)別技術(shù) 40
2.3 水潤(rùn)滑軸承水膜壓力識(shí)別技術(shù) 41
2.3.1 軸承體嵌入式識(shí)別技術(shù) 41
2.3.2 轉(zhuǎn)軸嵌入式識(shí)別技術(shù) 43
2.4 水潤(rùn)滑軸承磨損識(shí)別技術(shù) 43
2.4.1 傳統(tǒng)磨損識(shí)別技術(shù) 43
2.4.2 超聲磨損識(shí)別技術(shù) 44
2.5 偏載對(duì)水潤(rùn)滑尾軸承潤(rùn)滑特性影響試驗(yàn) 45
2.5.1 測(cè)試方法 45
2.5.2 潤(rùn)滑特性 46
2.6 流量對(duì)水潤(rùn)滑尾軸承潤(rùn)滑特性影響試驗(yàn) 47
2.6.1 水膜壓力 47
2.6.2 水膜厚度 49
2.7 標(biāo)高對(duì)水潤(rùn)滑尾軸承潤(rùn)滑特性影響試驗(yàn) 50
2.7.1 水膜壓力 51
2.7.2 軸心軌跡 52
2.8 水潤(rùn)滑推力軸承摩擦與磨損試驗(yàn) 53
2.8.1 摩擦特性測(cè)試 53
2.8.2 磨損特性測(cè)試 55
參考文獻(xiàn) 57
第3章 水潤(rùn)滑軸承水膜分布非介入式識(shí)別技術(shù)及試驗(yàn) 59
3.1 基于熒光成像的水潤(rùn)滑軸承水膜分布識(shí)別技術(shù) 61
3.1.1 識(shí)別原理 61
3.1.2 測(cè)試系統(tǒng) 62
3.1.3 熒光光強(qiáng)-水膜厚度關(guān)系標(biāo)定 63
3.2 基于超聲的水潤(rùn)滑軸承水膜分布識(shí)別技術(shù) 65
3.2.1 識(shí)別模型 65
3.2.2 測(cè)試系統(tǒng) 67
3.2.3 驗(yàn)證試驗(yàn) 69
3.3 推力軸承膜厚分布識(shí)別試驗(yàn) 73
3.4 徑向軸承膜厚分布識(shí)別試驗(yàn) 75
3.4.1 軸承試驗(yàn)臺(tái) 75
3.4.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析 77
參考文獻(xiàn) 79
第4章 水潤(rùn)滑尾軸承動(dòng)特性參數(shù)識(shí)別技術(shù)及試驗(yàn) 81
4.1 偏載下水潤(rùn)滑尾軸承動(dòng)特性 83
4.1.1 徑向多層剛度疊加特性 83
4.1.2 軸向剛度分布特性 83
4.2 偏載下水潤(rùn)滑尾軸承分布式動(dòng)特性參數(shù)識(shí)別技術(shù) 84
4.2.1 試驗(yàn)臺(tái)及軸傾斜模擬方法 84
4.2.2 激振方案及算法 86
4.2.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析 92
4.3 軸承動(dòng)特性參數(shù)識(shí)別仿真試驗(yàn) 96
4.3.1 正反融合算法 96
4.3.2 仿真試驗(yàn) 99
4.4 軸承動(dòng)特性參數(shù)識(shí)別測(cè)試系統(tǒng)標(biāo)定技術(shù) 101
4.4.1 動(dòng)態(tài)標(biāo)定技術(shù) 101
4.4.2 動(dòng)態(tài)標(biāo)定試驗(yàn) 104
參考文獻(xiàn) 106
第5章 推進(jìn)軸系軸承服役載荷識(shí)別技術(shù)及試驗(yàn) 107
5.1 典型的軸承載荷識(shí)別方法 109
5.1.1 直接測(cè)量法 109
5.1.2 頂舉法 110
5.1.3 壓力反演法 111
5.1.4 應(yīng)變反演法 112
5.2 基于軸應(yīng)變的軸承載荷識(shí)別及驗(yàn)證 113
5.2.1 單一軸承動(dòng)載荷識(shí)別模型 113
5.2.2 多軸承動(dòng)載荷識(shí)別模型 114
5.2.3 推進(jìn)軸系轉(zhuǎn)軸截面彎矩測(cè)量方法 116
5.2.4 軸承載荷識(shí)別精度仿真驗(yàn)證 116
5.3 基于軸應(yīng)變的軸承載荷識(shí)別方法仿真試驗(yàn) 117
5.3.1 截面彎矩測(cè)量誤差 117
5.3.2 識(shí)別模型誤差 118
5.4 基于軸應(yīng)變的軸承載荷識(shí)別系統(tǒng)標(biāo)定試驗(yàn) 119
5.4.1 標(biāo)定試驗(yàn)方案 119
5.4.2 識(shí)別系統(tǒng)精度分析及提升 121
5.5 基于軸應(yīng)變的軸承載荷識(shí)別試驗(yàn) 122
5.5.1 試驗(yàn)臺(tái)裝置與儀器 123
5.5.2 與仿真結(jié)果對(duì)比 126
5.5.3 與頂舉法對(duì)比127
5.5.4 軸承載荷識(shí)別精度分析及提升 128
參考文獻(xiàn) 130
第6章 考慮軸系狀態(tài)的水潤(rùn)滑尾軸承流固耦合建模及仿真 131
6.1 考慮軸彎曲的水潤(rùn)滑尾軸承流固耦合模型及仿真 134
6.1.1 推進(jìn)軸系軸頸軸心線仿真方法 134
6.1.2 數(shù)值模型 135
6.1.3 軸承潤(rùn)滑性能分布的影響因素分析 137
6.2 考慮軸傾斜的水潤(rùn)滑尾軸承動(dòng)特性建模及仿真 145
6.2.1 計(jì)入軸頸雙向傾斜及內(nèi)襯變形的軸承幾何模型 145
6.2.2 32參數(shù)模型軸承動(dòng)特性模型 146
6.2.3 軸承動(dòng)特性求解方法及模型驗(yàn)證 147
6.2.4 軸承動(dòng)特性影響因素分析 150
6.3 水潤(rùn)滑尾軸承等效支點(diǎn)位置建模及校中迭代算法 156
6.3.1 尾軸承接觸模型建立及仿真 156
6.3.2 尾軸承等效支點(diǎn)位置計(jì)算式 160
6.3.3 計(jì)入軸承實(shí)時(shí)支點(diǎn)位置的軸系校中迭代計(jì)算方法 161
參考文獻(xiàn) 163
第7章 水潤(rùn)滑尾軸承性能評(píng)估及承載性能優(yōu)化 165
7.1 水潤(rùn)滑尾軸承性能綜合評(píng)估方法 167
7.1.1 水潤(rùn)滑軸承綜合性能評(píng)估參數(shù)分析167
7.1.2 基于熵權(quán)模糊綜合評(píng)價(jià)法的水潤(rùn)滑軸承性能評(píng)估模型 168
7.2 面向偏載的水潤(rùn)滑尾軸承變形補(bǔ)償設(shè)計(jì) 172
7.2.1 軸承非等厚內(nèi)襯設(shè)計(jì)方法 172
7.2.2 水潤(rùn)滑波紋尾軸承設(shè)計(jì) 174
7.3 基于織構(gòu)的水潤(rùn)滑尾軸承承載性能優(yōu)化 179
7.3.1 水潤(rùn)滑微凹槽織構(gòu)軸承流固耦合模型 179
7.3.2 織構(gòu)布置對(duì)軸承性能的影響 182
7.3.3 織構(gòu)結(jié)構(gòu)對(duì)軸承性能的影響 185
7.4 水潤(rùn)滑尾軸承進(jìn)水流量預(yù)測(cè)方法 193
7.4.1 仿真對(duì)象 194
7.4.2 螺旋槳抽吸對(duì)尾軸承流量的影響 196
7.4.3 水潤(rùn)滑尾軸承進(jìn)水流量計(jì)算 200
參考文獻(xiàn) 201
第8章 基于擠壓油膜的水潤(rùn)滑尾軸承流固耦合減振技術(shù)及試驗(yàn) 203
8.1 水潤(rùn)滑尾軸承承載與減振解耦設(shè)計(jì)新思想 205
8.1.1 減振與承載的耦合問(wèn)題 205
8.1.2 減振與承載的獨(dú)立設(shè)計(jì)方法 206
8.2 基于擠壓油膜的水潤(rùn)滑阻尼尾軸承結(jié)構(gòu)方案 208
8.2.1 水潤(rùn)滑阻尼尾軸承結(jié)構(gòu) 208
8.2.2 水潤(rùn)滑阻尼尾軸承減振原理 209
8.3 水潤(rùn)滑阻尼尾軸承模態(tài)與諧響應(yīng)分析 210
8.3.1 靜剛度分析 210
8.3.2 諧響應(yīng)分析 212
8.4 阻尼水潤(rùn)滑尾軸承系統(tǒng)動(dòng)特性仿真 215
8.4.1 擠壓油膜阻尼減振結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型 215
8.4.2 擠壓油膜阻尼尾軸承綜合動(dòng)特性計(jì)算式 218
8.4.3 擠壓油膜阻尼尾軸承剛度和阻尼特性仿真分析 219
8.5 阻尼水潤(rùn)滑尾軸承試驗(yàn) 221
8.5.1 試驗(yàn)方案和流程 221
8.5.2 試驗(yàn)結(jié)果分析 222
參考文獻(xiàn) 226
第9章 水潤(rùn)滑推力軸承熱流固耦合建模及仿真 227
9.1 可傾瓦推力軸承受力分析 229
9.1.1 點(diǎn)支撐推力瓦受力分析 229
9.1.2 橡膠墊支撐推力瓦受力分析 229
9.2 軸承熱流固耦合模型及算法 231
9.2.1 控制模型 231
9.2.2 算法 239
9.3 TEHD性能及其與THD性能的對(duì)比 243
9.3.1 軸承TEHD性能 243
9.3.2 與THD性能對(duì)比 245
9.4 瓦面變形對(duì)軸承TEHD性能的影響 247
9.4.1 瓦面層厚度對(duì)瓦面變形的影響 247
9.4.2 瓦面變形對(duì)軸承潤(rùn)滑特性的影響 248
9.5 推力盤-水膜界面滑移對(duì)軸承潤(rùn)滑性能的影響 250
9.5.1 界面滑移模型 250
9.5.2 界面滑移對(duì)軸承潤(rùn)滑性能的影響 252
9.6 橡膠墊偏心率對(duì)軸承潤(rùn)滑性能的影響 254
9.6.1 偏心率對(duì)軸承潤(rùn)滑性能的影響 254
9.6.2 橡膠墊*佳偏心率的影響分析 255
9.7 軸承區(qū)域性流態(tài)特性及其調(diào)控方法 261
9.7.1 瓦面區(qū)域性流體特性 261
9.7.2 瓦面形貌對(duì)流態(tài)的調(diào)整 266
9.8 推力盤傾斜對(duì)軸承潤(rùn)滑性能影響及均載方法 269
9.8.1 推力盤傾斜對(duì)軸承潤(rùn)滑性能的影響 269
9.8.2 典型均載方法 272
參考文獻(xiàn) 274
第10章 水潤(rùn)滑軸承混合潤(rùn)滑建模、仿真及試驗(yàn) 277
10.1 彈性接觸模型 279
10.1.1 表面粗糙度模型 279
10.1.2 微凸體彈性接觸模型 281
10.2 混合潤(rùn)滑模型 286
10.2.1 扇形瓦面膜厚分布 286
10.2.2 扇形離散網(wǎng)格上的等效球冠狀微凸體 287
10.3 水潤(rùn)滑軸承混合潤(rùn)滑特性 288
10.3.1 靜止?fàn)顟B(tài)瓦塊接觸分析 288
10.3.2 加速階段潤(rùn)滑性能的變化規(guī)律 290
10.3.3 粗糙度均方根對(duì)混合潤(rùn)滑性能的影響 292
10.3.4 表面粗糙度自相關(guān)長(zhǎng)度比對(duì)混合潤(rùn)滑性能的影響 294
10.4 水潤(rùn)滑軸承起飛轉(zhuǎn)速概念及試驗(yàn) 296
10.4.1 起飛轉(zhuǎn)速概念 296
10.4.2 起飛轉(zhuǎn)速試驗(yàn)207
10.5 混合潤(rùn)滑仿真結(jié)果與測(cè)試結(jié)果對(duì)比 298
10.5.1 不同仿真模型計(jì)算結(jié)果對(duì)比 298
10.5.2 測(cè)量值與仿真結(jié)果對(duì)比 301
參考文獻(xiàn) 303
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船舶水潤(rùn)滑軸承性能參數(shù)識(shí)別及多場(chǎng)耦合建模 節(jié)選
第１章緒論 1.1 船舶推進(jìn)系統(tǒng) 船舶航行需要一個(gè)與阻力相等而方向相反的推力。在船舶的不同發(fā)展階段，這種推力由不同形式的推進(jìn)系統(tǒng)產(chǎn)生。推進(jìn)系統(tǒng)經(jīng)歷了搖櫓、風(fēng)帆、明輪和近代的內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋槳的發(fā)展歷程（圖1-1）。創(chuàng)造高效、可靠的船舶推進(jìn)裝置一直是人們的不懈追求。目前，“原動(dòng)機(jī)+傳動(dòng)+螺旋槳”的軸驅(qū)推進(jìn)模式是軍船和商船應(yīng)用*廣泛的推進(jìn)模式，這種模式具有動(dòng)力大、設(shè)計(jì)方法和制造工藝成熟等優(yōu)點(diǎn)。隨著電力電子、水動(dòng)力和軸承等技術(shù)的發(fā)展，不斷涌現(xiàn)出新型推進(jìn)技術(shù)，主要表現(xiàn)出兩個(gè)趨勢(shì)：內(nèi)燃機(jī)機(jī)械動(dòng)力向電動(dòng)力轉(zhuǎn)變、分離式驅(qū)動(dòng)向集成直驅(qū)轉(zhuǎn)變。其中，吊艙電力推進(jìn)器和輪緣驅(qū)動(dòng)推進(jìn)器是兩個(gè)*有代表性的直驅(qū)電力推進(jìn)器。 1.1.1 軸驅(qū)式推進(jìn)系統(tǒng) 軸驅(qū)式推進(jìn)系統(tǒng)一般由螺旋槳、傳動(dòng)軸系、主機(jī)等構(gòu)成，如圖1-2 所示，其中傳動(dòng)軸系是船舶對(duì)外傳遞功率的重要部分。在工作過(guò)程中螺旋槳受水的反作用力經(jīng)傳動(dòng)軸系傳遞驅(qū)動(dòng)船舶運(yùn)動(dòng)。 由圖1-2 可知，傳動(dòng)軸承一般包括推力軸承、中間軸承和尾管軸承。其中，推力軸承用于承受螺旋槳所產(chǎn)生的推力或拉力，使船舶前進(jìn)或倒航，同時(shí)承擔(dān)推力軸的徑向負(fù)荷。中間軸承用于承受中間軸的徑向負(fù)荷和軸系的自重，以及減小軸系的撓度。尾管軸承用于承受螺旋槳在水中回轉(zhuǎn)時(shí)的不均勻懸臂負(fù)荷，以及軸或螺旋槳偶然碰到障礙物時(shí)的動(dòng)力負(fù)荷和運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中可能產(chǎn)生的附加振動(dòng)力。 在傳統(tǒng)軸驅(qū)式推進(jìn)系統(tǒng)中，傳動(dòng)軸系長(zhǎng)度可達(dá)幾十米甚至一百米，占用部分船艙，導(dǎo)致空間利用率低下。此外，復(fù)雜的軸系結(jié)構(gòu)使能量在傳遞過(guò)程中損耗增大，傳遞效率降低，同時(shí)也導(dǎo)致保養(yǎng)和維護(hù)難度增加，維修成本高。在船舶運(yùn)行過(guò)程中，由傳動(dòng)軸系、齒輪箱等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的振動(dòng)占振動(dòng)總量的60%～70%，嚴(yán)重影響軍用艦艇的隱蔽性和游輪等的舒適性。 軸驅(qū)式全回轉(zhuǎn)推進(jìn)裝置通過(guò)傘齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)螺旋槳，縮短了傳動(dòng)環(huán)節(jié)，而且回轉(zhuǎn)裝置可以實(shí)現(xiàn)螺旋槳繞豎軸做360°轉(zhuǎn)動(dòng)。它替代舵裝置，常用于渡船等對(duì)操控性要求很高的船舶中。 1.1.2 輪緣驅(qū)動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng) 在節(jié)能、綠色和舒適的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)下，采用電力直驅(qū)模式來(lái)完成電能與機(jī)械能的無(wú)傳動(dòng)轉(zhuǎn)化是能源與動(dòng)力高端裝備領(lǐng)域的未來(lái)戰(zhàn)略性技術(shù)之一。輪緣驅(qū)動(dòng)推進(jìn)器（rim-driven thruster，RDT）是一種高度集成的電力直驅(qū)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)原理如圖1-3 所示。輪緣驅(qū)動(dòng)推進(jìn)器將永磁電機(jī)、螺旋槳、水潤(rùn)滑軸承和舵集成一體，吊裝在船體之外，取消了貫穿船體的機(jī)械軸，規(guī)避了軸系振動(dòng)、密封泄漏和傳遞能耗等難題，是現(xiàn)代船舶推進(jìn)技術(shù)的革命性創(chuàng)新，有望大幅提升軍用艦艇的隱蔽性，其節(jié)能、無(wú)潤(rùn)滑油污染等優(yōu)勢(shì)對(duì)民用船舶也非常有吸引力[1]。據(jù)測(cè)算，與傳統(tǒng)機(jī)械軸推進(jìn)器相比，輪緣驅(qū)動(dòng)推進(jìn)器可節(jié)省船艙空間的15%～25%、節(jié)能6%～10%、降噪10～20 dB。但目前已有的輪緣驅(qū)動(dòng) 推進(jìn)器產(chǎn)品功率較低，一般不超過(guò)1 MW，單個(gè)輪緣驅(qū)動(dòng)推進(jìn)器難以滿足大型艦艇和運(yùn)輸船舶的主推進(jìn)需求，攻克這一關(guān)鍵難題，對(duì)實(shí)現(xiàn)節(jié)能、綠色航運(yùn)和艦艇低噪推進(jìn)，突破電力直驅(qū)高端裝備共性技術(shù)有重大意義。 從結(jié)構(gòu)上看，輪緣驅(qū)動(dòng)推進(jìn)器可分為有槳轂型、無(wú)槳轂型，也可分為單槳、對(duì)轉(zhuǎn)槳或多級(jí)串聯(lián)槳等形式。輪緣驅(qū)動(dòng)推進(jìn)器可以單獨(dú)使用，也可以與其他機(jī)構(gòu)組合使用，例如與全回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組合形成全回轉(zhuǎn)式輪緣驅(qū)動(dòng)推進(jìn)器（圖1-4）、與翹擺式機(jī)構(gòu)組合形成翹擺式輪緣驅(qū)動(dòng)推進(jìn)器、與升降機(jī)構(gòu)組合形成升降式輪緣驅(qū)動(dòng)推進(jìn)器、與舵軸組合形成擺舵式輪緣驅(qū)動(dòng)推進(jìn)器。從用途上看，輪緣驅(qū)動(dòng)推進(jìn)器可以做主推進(jìn)也可以用于側(cè)推或輔推。輪緣驅(qū)動(dòng)推進(jìn)器在魚雷、無(wú)人潛航器、潛艇等軍事裝備制造領(lǐng)域發(fā)揮了巨大的作用，而且在郵輪、客輪、渡船、游船、工程船等各型船舶中也有廣闊的應(yīng)用前景。輪緣驅(qū)動(dòng)技術(shù)也可用于輪緣驅(qū)動(dòng)電力水輪機(jī)、輪緣驅(qū)動(dòng)潮流能發(fā)電機(jī)、輪緣驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)等裝置。 1.2 船舶水潤(rùn)滑軸承 無(wú)論是軸驅(qū)式推進(jìn)裝置還是輪緣驅(qū)動(dòng)推進(jìn)裝置，水潤(rùn)滑軸承都是其中關(guān)鍵的功能保障部件。水潤(rùn)滑軸承及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)的發(fā)展如圖1-5 所示。隨著材料科學(xué)、設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展及相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的日益規(guī)范，船舶水潤(rùn)滑軸承得到了長(zhǎng)足發(fā)展和大范圍推廣應(yīng)用，繼而促進(jìn)了材料及設(shè)計(jì)的進(jìn)步。無(wú)軸推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，使水潤(rùn)滑軸承在船舶上的應(yīng)用從徑向軸承擴(kuò)展到推力軸承領(lǐng)域。 油潤(rùn)滑軸承這種需要消耗大量礦物油和貴金屬資源的尾軸承形式與環(huán)境保護(hù)和資源節(jié)約的發(fā)展趨勢(shì)相悖，且其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，摩擦、磨損、振動(dòng)、沖擊、噪聲和無(wú)功能耗難以降低。水潤(rùn)滑軸承作為一種環(huán)境友好、資源節(jié)約和噪聲較低的解決方案，符合節(jié)能、環(huán)保和綠色航運(yùn)的發(fā)展需求，同時(shí)，其結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，采用橡膠等高分子軸承材料，在減振降噪方面有著顯著優(yōu)勢(shì)，因此有著廣闊的應(yīng)用前景，在船舶領(lǐng)域可用于取代油潤(rùn)滑軸承。隨著船舶設(shè)計(jì)要求的提高，對(duì)影響水潤(rùn)滑軸承運(yùn)行性能的振動(dòng)噪聲指標(biāo)和影響服役壽命的減摩耐磨指標(biāo)的要求日益嚴(yán)苛，需要對(duì)水潤(rùn)滑軸承的材料和結(jié)構(gòu)進(jìn)行更加深入的研究[2] 。 1.2.1 類型及功能 水潤(rùn)滑軸承按結(jié)構(gòu)可分為水潤(rùn)滑徑向軸承、水潤(rùn)滑推力軸承和水潤(rùn)滑徑-推聯(lián)合軸承，如圖1-6所示。其中，水潤(rùn)滑徑向軸承主要承受徑向載荷，水潤(rùn)滑推力軸承主要承受軸向載荷，水潤(rùn)滑徑-推聯(lián)合軸承則可以同時(shí)承受軸向載荷和徑向載荷。在船舶推進(jìn)軸系中，尾軸及螺旋槳重力引起的載荷由水潤(rùn)滑尾軸承承載，該軸承的結(jié)構(gòu)形式是徑向軸
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