有限长滑动轴承非线性油膜力的近似解法

本文中提出了一种求解有限长径向滑动轴承非线性油膜力的近似解析方法.在滑动轴承-转子系统非线性动力行为分析中,油膜力计算模型通常采用"π"油膜假设,但是,实际工况中油膜的存在区域并非是"π"区域,运行时油膜中出现气穴,破裂成条纹状(即具有Reynolds边界条件).本文中的近似解析方法采用Reynolds边界条件,基于变分原理,运用分离变量法求解油膜的压力分布,其中油膜压力的周向分离函数通过无限长轴承的油膜压力分布获得,油膜的破裂终止位置角通过连续条件确定,轴向分离函数运用变分原理并结合周向函数求得.计算结果表明:本文中提出的方法和有限元方法的结果吻合得很好.在此基础上,分析了一些轴承参数对油膜压力分布的影响.     

有限长轴承非稳态油膜力自由-移动边界问题的有限条解法

讨论了不可压缩流体润滑的动载径向滑动轴承油膜压力分布的自由移动边界问题的有限条解法．将自由边界问题转化为全域(矩形域)的具有不等式约束的微分方程的边值问题,进一步化为具有不等式约束的泛函极值问题。借助有限条法在矩形域上离散这个泛函,得到了一个特殊的二次泛函的规化问题。通过变量平移变换,使其化为标准的二次规划问题。然后借助于牛顿非光滑算法,迭代求解非线性的互补方程。给出了有限长轴承真实的油膜应力分布。对于所求解方程的系数矩阵的高度稀疏性。给出了紧缩存储算法。节省了存储空间和减少了计算量。算例表明该方法是有效的。     

轴向槽动压滑动轴承非线性油膜力解析模型

本文中提出了一种求解流体润滑轴向槽径向滑动轴承非线性油膜力的解析模型.采用油膜气穴边界条件,基于Sturm-Liouville理论,求解了非线性油膜的压力分布.为了便于求解油膜动压润滑的Reynolds方程,将油膜压力函数分解为特解和通解相加的形式,润滑油膜的破裂位置通过连续性条件确定.运用分离变量法,将特解的压力分布分解为周向分离函数和轴向分离函数相加的形式,周向分离函数运用Sommerfeld变换求解.将通解的压力分布分解为周向分离函数和轴向分离函数相乘的形式.采用变量代换,将周向分离函数方程转化为Sturm-Liouville型方程,根据边界条件求得本征值和本征函数系,进而得到通解的周向压力分布;通过求解微分方程,得出轴向分离函数为含本征值的双曲正切函数.在油膜完备区域,对油膜压力分布的解析表达式进行积分,从而求得有限宽轴向槽径向滑动轴承非线性油膜力.计算结果表明:本文中提出的方法和有限差分法的结果吻合得较好,验证了本文中所提出解析模型的正确有效性.     

用瑞利-李兹法求解瞬时非稳态滑动轴承油膜力的新算法

提出了一个利用瑞利一李兹方法求解Reynolds边界条件下非稳态滑动轴承油膜力的近似算法,充分利用油膜力分布的特性,用双曲余弦函数来表示油膜力的轴向压力分布,而用多项式函数插值法来求解油膜力的周向压力分布,并同时计算出油膜力的破裂边界。算例表明本算法达到了相当高的精度,可用于转子系统的非线性数值分析,能大大降低数值求解瞬态油膜力的计算时间。     

非定常短轴承油膜力公式的变分修正

本文采用了变分方法对非定常短轴承的油膜压力分布公式进行了修正，既保留了短轴承公式的简洁形式，又使其适用于大长径比轴承。得出了具有足够精度、适合轴颈大扰动情况下的有限长圆柱轴承非定常油膜力的解析公式。与差分充零算法相比，短轴承公式的结果在轴承长径比为0．6时，误差已经超过百分之二百，而本方法计算结果的误差小于百分之五。因此采用本方法既提高了短轴承油膜力公式的计算精度，又保持了油膜力公式的简洁形式，不失为进行转子-轴承系统非线性动力分析的一种有效方法。     

边值问题中与分离变量法等价的级数解法

用带奇性分离的Ｆｏｕｒｉｅｒ级数解平面边值问题，改进了不能满足全部边界条件的一般级数解法，得到收敛较好的解析算法。文中证明了级数解法与分离变量法的等价性，由此将分离变量解所得的非线性特征方程转化为多项式方程，为近似算法与渐近分析提供了依据。     

非牛顿流体有限长粗糙轴承分析

本文采用H.Christense力提出的随机粗糙模型,推导了幂律型流体纵向粗糙型和横向粗糙型润滑雷诺方程和相应的承载力、流量系数和摩擦系数的计算公式.对有限长动载径向轴承纵向粗糙型雷诺方程,用差分方法进行数值求解,得到了粗糙度和幂律指数对轴承的压力分布、承载力、流量系数和摩擦系数影响曲线,并有表面粗糙度和润滑油的非牛顿特性独立地影响轴承油膜力学特性的结论.     

一种特殊梯度分布的功能梯度圆柱壳的二维分析

功能梯度材料是一种新型材料,其结构分析已成为当今力学研究的热点。本文对一种特殊梯度分布的功能梯度材料圆柱壳进行了二维精确分析。从弹性力学平面应变问题的基本方程出发,引入应力函数,导出功能梯度材料圆柱壳受静载作用下的控制微分方程。假设材料的杨氏模量沿半径方向呈幂函数分布,泊松比为常数,利用分离变量法,导出了简支边界情况下功能梯度圆柱壳的精确解。通过算例分析了不同梯度变化时,功能梯度圆柱壳内的应力和位移变化规律。计算结果表明不同梯度分布的圆柱壳结构中的应力、位移沿厚度方向的变化规律是不同的,有时甚至差别很大。因此对于材料性质梯度变化的功能梯度材料圆柱壳,必须针对其自身特点,建立相应的理论分析模型。     

油膜轴承负荷特性的数值解析

轧机油膜轴承频繁出现巴氏合金剥落、龟裂等现象，直接影响到油膜轴承的使用寿命和轧制生产的正常进行，应用三维弹性接触问题的边界元法对宝钢2050支承辊油膜轴承载荷分布进行分析研究，建立了油膜轴承的接触模型，模拟真实的约束与受力，结果轴承出现严重偏载现象，通过改善约束条件，在自位情况下轴承偏载现象大幅度降低，同时接触应力也在一定程度上减小，从而使得轴承的承载能力得到提高，由于考虑了弹性变形的影响，该方法具有计算精度高，收敛速度快等优点。     

有限长圆柱壳中轴对称弹性瞬态波

有限长的计及剪切变形和转动惯性的弹性圆柱壳的轴对称运动方程经过Laplace变换后转化为一组相空间中的方程。对该方程组作了一些适当的处理后,应用广义射线法,得到了相空间中位移和内力的射线法表达式。采用快速Fourier变换作Laplacl逆变换,即可得到圆柱壳受轴对称冲击载荷时的弹性瞬态波解。     

轴承非线性油膜力的一种变分近似解

基于自由边值理论和凸集上的变分方法，提出一种求解当轴颈大扰动时实际轴承瞬态油膜力的近似公式。公式中引入一个参数来模拟油膜破裂自由边界（雷诺边界条件），则凸集上的泛函极值问题就转换为求此参数的代数极值问题。对椭圆轴承在轴颈作大范围扰动情况下的计算结果表明，这一方法达到了很高的精度，可用于转子－轴承系统的非线性动力分析，能大量降低数值计算瞬态油膜力所需的计算量。     

半圆柱壳挠曲问题解析解精确性的研究

壳体力学已于上世纪由多位专家发展成熟,其中简支柱壳挠曲问题采用改进莱维解法的三角级数法解出,但是其解法复杂,手算难以完成．为讨论其结果的精确性,通过编写运行基于MATLAB的运算程序导出实例化解析解,与基于力学基本理论的推想假设对比,再引入有限元计算结果进行比较研究．最终发现,理论解析解应力和位移具有分布形式大致准确性,但仍存在不容忽视的细节与局部性问题．研究表明,理论解法工程意义有限,结果尚需改进．     

一类非线性油膜轴承—转子系统的碰摩数值分析

本文结合非线性油膜力模型和碰摩速度跃迁公式,建立了描述非线性油膜轴承-转子系统碰摩的刚性约束非光滑模型。通过数值模拟,得到了该系统随转动角频率及油膜特性参数变化发生碰摩的分岔特性,并揭示出转子系统的碰摩与油膜振荡的1/2亚谐共振有密切关系。     

推力轴承瞬态启动油膜热不稳定性的线性分析

以简化推力轴承为对象 ,理论上证明了推力轴承运行时存在热不稳定性 ,采用小扰动分析法得到了油膜温度的扰动方程 ,应用简正模态分析法推导了无量纲热不稳定性准则数以及推力轴承运行的热不稳定性准则 .     

非稳态非线性油膜力作用下柔性轴裂纹转子的动力特性分析

分析了在动载轴承非稳态非线性油膜力作用下,具有横向裂纹柔性轴Jeffcott转子在非线性涡动影响下的动力特性.通过数值计算表明,在油膜失稳转速前,随着裂纹轴刚度变化比的增大,系统在低转速区域内具有丰富的非线性动力行为,出现倍周期分叉及混沌现象,涡动振幅随转速升高而减小,直到非稳态非线性油膜失稳.在无裂纹转子油膜临界失稳点处发现了类Hopf分叉现象,系统运动由平衡变为拟周期运动;裂纹转子在油膜临界失稳时的系统运动亦为拟周期运动.裂纹转子轴刚度变化对油膜失稳点及油膜失稳之后转子的运动影响不大,转子系统作拟周期运动.     

有限长圆柱轴承自由边界问题的计算

本文在对有限长圆柱轴承的某些边界条件作了简要的回顾之后,提出一个用自由边界条件求解雷诺方程的方法。计算了在各种轴承宽径比γ、偏心率ε及动力参数q等不同情况下的无量纲压力分布、最大压力系数及承载力。通过用本文的方法所得的结果与Hahn方法的结果相比较,说明用本文提出的方法能获得更好的结果。     

转子—轴承系统油膜失稳的迟滞现象分析

本文利用常微分方程的伪弧长延拓算法，对短轴承模型弹性系统进行分析，画出了无偏心情况下系统的分岔图，反映出超过失稳转速后油膜力引起的涡动存在着迟滞现象。同时利用数值积分算法，对存在偏心激励的系统进行分析，该理论分析可对已有的此类实验现象的解释提供参考。     

不同支承条件矩形中厚板的精确解

本文在Ｒｅｉｓｓｎｅｒ板理论中和学应力变量方法得到挠度函数ｗ（ｘ，ｙ）和应力函数ψ（ｘ，ｙ）解。在这些解中，选择一些三角级数和多项式作为问题的挠度作为函烽和应力函数，从而得到一些矩形厚板问题的解，例如矩形悬臂厚板，三边固定一边自由矩形厚板等。这里不需要繁锁也叠加。     

线载荷作用下圆柱壳环向弯曲变形的研究

通过引入单三角级数形式的位移函数, 求解了法向任意分布载荷作用下对 边简支时圆柱壳的环向弯曲问题, 把线载荷近似为微元矩形区的分布载荷, 推导出了线 载荷作用下圆柱壳的环向弯曲变形计算式, 并给出了线载荷为均布和线性变化时的具体解. 计算表明, 该种边界约束条件下圆柱壳的环向弯曲变形位移分布场的理论计算结果与有限元 分析结果基本吻合.