导读:本文包含了多孔质气体静压轴承论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:多孔质气体静压轴承,孔隙特征,静态特性,动力学特性
多孔质气体静压轴承论文文献综述
崔海龙[1]（2018）在《多孔质气体静压轴承动态特性影响机理研究》一文中研究指出气体静压轴承具有精度高、摩擦小、功耗低、寿命长等优势,因此被广泛应用于超精密切削加工和测量装备。气体静压轴承的承载力、刚度、阻尼和回转精度等特性将显着影响超精密切削加工质量和超精密测量精度。相比于传统的小孔节流方式,采用多孔质材料作为节流器,可以同时提升气体静压轴承的刚度、阻尼以及回转精度。但是,由于对多孔质材料微观孔隙特性表征、高置信度数值模拟、回转误差定量求解等基础理论和分析方法缺乏系统深入的认识,很难准确预测不同条件下多孔质气体静压轴承的静动态特性,导致目前多孔质轴承的设计具有很大的盲目性,极大地限制了多孔质气体静压轴承的快速发展和广泛应用。本文针对多孔质气体静压轴承静动态特性分析中的关键基础问题,开展了相关的理论分析、数值模拟与实验测试研究。建立了多孔质材料宏观渗透性能和微观孔隙特征之间的映射关系。基于分形理论、可压缩气体守恒方程和Darcy定律,建立了多孔质材料的渗透模型;结合图像扫描技术,采用计盒数法求解了多孔质材料的孔隙分形维数和迂曲分形维数;同时研究了图像放大倍数和图像像素数对分形维数计算结果的影响;设计了多孔质材料压力与流量测试实验,验证了所建立的分形渗透模型的准确性;并进一步开展了多孔质材料的渗透性能影响因素分析以及多孔质材料的加工工艺方法研究。开展了多孔质气体静压轴承的静态特性研究。基于多孔质材料的渗透模型与孔隙特性,建立了包含惯性流动与速度滑移效应的多孔质材料内部流体润滑模型;基于质量守恒定律,结合轴承气膜间隙内的流体控制方程,并迭加边界条件,采用有限体积法实现了轴承流体域压力分布的求解,进而研究了材料特性、几何参数及工作条件对轴承承载力和静态刚度的影响规律;搭建轴承静态特性测试平台,验证了流体润滑模型的有效性和数值求解的准确性。开展了气体静压止推轴承的动力学特性研究。基于动态网格技术,建立了多孔质气体静压止推轴承小扰动分析模型,分析了扰动幅值、材料渗透率、气膜间隙、供气压力和轴向偏心率对气膜动态刚度及阻尼特性的影响规律;基于广义Maxwell本构模型和牛顿动力学方程建立了轴承系统的动力学分析模型,分析了供气压力、轴承负载和节流方式对系统频谱特性的影响规律;搭建实验平台开展了止推轴承动力学特性测试,验证了动力学分析模型的有效性和求解方法的准确性。实现了多孔质气体静压轴承回转误差的定量求解和准确测量。建立了微观制造误差的数学表达函数,研究了不同误差类型及误差幅值对轴承气膜内部压力分布的影响:采用双向流固耦合方法迭代求解了流体润滑方程和牛顿第二定律,深入分析了轴承回转误差的动态演化过程及形成机理,研究了制造误差对多孔质气体静压轴承回转误差的影响规律;基于反向法测量原理,搭建了超精密测量平台,实现了轴承纳米量级回转误差的准确测量。本文的研究工作准确表征了多孔质材料宏观渗透性能与微观孔隙特征之间的映射关系;有效提高了数值模拟计算的置信度;实现了轴承动力学特性的准确分析;揭示了轴承回转误差的动态演化过程及形成机理;为超精密、高性能多孔质气体静压轴承的设计研制提供了理论依据和技术支持。(本文来源于《中国工程物理研究院》期刊2018-04-01）
张敏[2]（2018）在《多孔质气体静压轴承材料渗透系数及变形特性研究》一文中研究指出气体静压轴承与传统的机械接触式轴承相比具有高精度、低振动、无污染及长寿命等优点,因而广泛应用于超精密加工、精密测量领域。作为气体静压轴承中的新型轴承,多孔质轴承节流器材料表面有成千上万个微小节流孔,使其在保证高刚度、高承载的同时还具有较高的稳定性,被视为极具应用前景的气体静压轴承。然而到目前为止对多孔质节流器材料研究较少,且多孔材料参数对多孔质轴承的作用规律也不够明确,限制了多孔质轴承的发展。本文以多孔质材料为研究对象,首先研究了材料渗透系数理论求解方法,基于材料内流动理论优化了渗透系数实验测量方法,最后分析了材料变形对轴承的作用规律。论文主要工作概括如下:(1)建立了基于分形理论的渗透系数理论模型。分析了图像处理对分形维数的影响,并给出了图像大小和倍数的选取建议。提出了孔径大小、迂曲度及材料均匀度的计算方法,最后基于分形理论建立了渗透系数与分形维数、孔径大小及迂曲度的数学模型,并对4种不同材料渗透系数进行了计算。(2)研究了多孔材料渗透系数实验计算方法。基于多孔材料粘性流动和惯性流动方程,分析了材料内部的流动状态,提出了材料内流动状态的判别方法。最后改进了实验计算材料渗透系数的方法,并与分形理论计算结果进行了对比,验证了理论计算的有效性。(3)研究了多孔材料在流场下的变形特性及其对轴承静态性能的影响。基于ANSYS Workbench建立了轴承的流场及变形场分析,数值模拟了不同工况下多孔材料的变形规律,分析了材料变形对轴承静态性能的影响。为了减小材料变形,提出了使用双层多孔材料作为轴承节流器,并讨论了各层材料厚度比对轴承性能的影响,最后通过轴承静态承载实验验证了数值模拟的准确性。上述研究内容为多孔质轴承的材料优选、性能分析及其应用发展提供了坚实的理论基础。(本文来源于《电子科技大学》期刊2018-03-28）
占国清[3]（2018）在《多孔质气体静压轴承高置信度数值模拟方法研究》一文中研究指出气体静压轴承是超精密机床中重要的核心部件,因其具有高精度、极小摩擦损耗、高速度等优点而被广泛使用。利用多孔材料制成的气体静压轴承比其他类型的气体静压轴承拥有更高的承载力与刚度,因此多孔质气体静压轴承受到越来越多的关注。数值仿真方法是多孔质气体静压轴承研究的重要计算工具,但是如何提高数值计算的置信度,缩小轴承仿真结果与实际运行性能的差距是发展新型多孔质气体静压轴承亟待解决的问题。针对这一问题,本文首先分析了多孔质气体静压轴承不同内流场计算模型,之后讨论了轴承多源制造误差对轴承静态特性的影响规律,最后建立了多孔质气体静压轴承改善的回转误差动态计算模型。为多孔质气体静压轴承性能分析提供了可信的仿真计算模型。论文主要研究内容如下:(1)研究了多孔质气体静压轴承不同内流场计算模型。利用流体动力学计算软件(CFD),建立了多孔质气体静压轴承的数值求解模型,基于内流场理论,提出了多孔质轴承湍流流动模型以及速度滑移模型,然后分析了湍流模型和滑移模型下的轴承静态性能变化规律,最后结合理论推导验证了所提出的内流场模型的优越性。(2)研究了轴承多源制造误差对轴承静态特性的影响规律。通过实验测量与数学工具拟合,建立节流器制造误差模型的表征,分析了节流器制造误差对多孔质气体静压轴承的静态特性影响规律,进而研究了主轴与节流器耦合误差对多孔质轴承静态特性的影响,最后通过静态实验验证了多源制造误差模型的准确性。(3)建立了多孔质气体静压轴承改善的回转误差动态计算模型。基于流体动力学理论,推导了多孔质气体静压轴承动态承载力计算公式,通过对比了不同网格更新方法的优劣,然后利用动网格技术开发了多孔质气体静压轴承回转计算算法并分析了主轴圆度对轴承回转误差的影响规律,最后在超精密机床主轴回转精度实验中验证了上述改善计算模型的精确性。(本文来源于《电子科技大学》期刊2018-03-28）
李欢欢,于贺春,张国庆,赵惠英,马文琦[4]（2015）在《椭圆误差对多孔质径向气体静压轴承特性的影响》一文中研究指出针对椭圆误差对多孔质径向气体静压轴承特性的影响,采用基于有限体积法的Fluent软件对流场进行叁维建模仿真,研究了径向气体静压轴承的椭圆误差对轴承特性的影响,并得出关系曲线。得到以下结论:椭圆误差对轴承的承载力、承载刚度及耗气量的影响均比较明显;沿实轴方向偏心与沿虚轴方向偏心椭圆误差对轴承特性的影响相差不大;在0~9 000 r/min转速范围内,提高转速轴承的特性均有所改善。(本文来源于《制造技术与机床》期刊2015年06期）
张伟[5]（2013）在《气体静压轴承用叁维连续网络多孔Al_2O_3/ZL102材料制备及性能研究》一文中研究指出叁维连续网络多孔陶瓷/金属复合材料是采用浸渗工艺制备得到，即在预制的叁维连续网络结构的多孔陶瓷预制体中浇入液态金属而成，与粉末冶金工艺制备得到的多孔质材料一样，该复合材料也具有渗透气体或者液体的特殊性能，在气体轴承领域具有很好的发展前景。目前国外已有应用，但国内在这方面的应用研究几乎没有。本文以研究新型低渗透系数的气体静压轴承用多孔复合材料为目的，探讨制备工艺参数对多孔复合材料性能的影响；采用FLUENT软件对复合材料气体轴承静态性能进行仿真模拟，为叁维连续网络多孔陶瓷/金属复合材料在气体静压轴承上应用提供理论与实验基础。本文以α-Al_2O_3、B4C、醇酸清漆、聚氨酯泡沫为材料，采用挂浆成形工艺制备了不同PPI的多孔氧化铝陶瓷预制体；通过浸渗工艺制备出叁维连续网状多孔Al_2O_3/ZL102复合材料，并加工制备出气体轴承；测试分析了孔隙率、渗透系数、复合材料界面微观结构；应用FLUENT软件模拟研究了该类复合材料气体轴承的渗透系数、供气压力、尺寸结构对气体静压轴承静态性能（承载力W，流量Q）的影响。通过对制备工艺以及复合材料的性能研究，我们发现：当浸渗温度为720℃、浸渗压强为0.04MPa下，采用30PPI的多孔氧化铝陶瓷预制体制备的叁维连续网络多孔Al_2O_3/ZL102复合材料的孔隙率为15.7%，渗透系数为0.4×10-12m2，孔隙分布均匀，各向同性良好，与10PPI、20PPI的多孔氧化铝陶瓷制备得到的复合材料相比，可满足多孔质气体静压轴承对材料的要求，有希望被用于气体静压轴承。采用FLUENT软件对多孔复合复合材料气体轴承静态性能进行模拟分析，在0.6MPa压强下承载能力的模拟结果与实验结果的误差仅为9.82%，说明该模型具有一定的可信度。(本文来源于《南昌航空大学》期刊2013-06-01）
于雪梅[6]（2011）在《气体静压轴承用多孔SiC陶瓷的制备及静态性能》一文中研究指出以α-SiC和β-SiC粉末为原料,羧甲基纤维素为造孔剂,制备了多孔SiC陶瓷.探讨了烧结温度、成型压力和造孔剂含量对SiC陶瓷的气孔率、显气孔率以及弯曲强度的影响,研究了用不同渗透率的多孔SiC陶瓷制备气体静压轴承的承载能力和静态刚度.结果表明:在高温下,β-SiC转变为α-SiC,同时,通过α-SiC的蒸发-凝聚过程实现了SiC陶瓷的烧结,并形成无收缩自结合结构;试样的气孔率和显气孔率随烧结温度和成型压力的增加而略有降低,但弯曲强度却增大;造孔剂含量越高,试样的气孔率和显气孔率越大,弯曲强度越低.添加质量分数为10%的造孔剂,经250MPa冷等静压成型,在2 400℃下制备的试样气孔率和显气孔率分别为28.91%和24.03%,渗透率为7.74×10-13 m2,弯曲强度为63.8MPa.因此,多孔SiC陶瓷的渗透率越低,利用它制备的气体静压轴承的承载能力越低,静态刚度就越高.(本文来源于《西安交通大学学报》期刊2011年03期）
于雪梅[7]（2007）在《局部多孔质气体静压轴承关键技术的研究》一文中研究指出气体静压轴承由于具有运动精度高,摩擦损耗小,发热变形小,寿命长,无污染等特点,在航空航天工业、半导体工业、纺织工业和测量仪器中得到广泛应用。本文在分析国内外气体静压轴承的基础上,以改善气体静压轴承的静态特性和稳定性为目的,通过理论分析、仿真计算和实验研究对局部多孔质气体静压止推轴承进行了研究,同时分析轴承的结构参数和工作参数对局部多孔质气体静压止推轴承工作特性的影响,为局部多孔质气体静压轴承的设计和工程应用奠定理论基础。建立基于分形几何理论的多孔质石墨渗透率与分形维数之间关系的数学模型,该模型可预测多孔质石墨的渗透率,并可直观描述孔隙的大小对渗透率的影响。本文在理论分析的基础上,建立局部多孔质气体静压止推轴承静态特性的数学模型,在此基础上,通过工程方法和有限元方法对所建立的模型进行求解。在采用有限元方法时,首先通过加权余量法,将二阶偏微分方程降为一阶,从而,降低了对插值函数连续度的要求,同时,方便采用有限元方法进行求解。为了简便计算,本文直接将圆柱坐标系中的静压雷诺气体润滑方程转换到笛卡儿坐标系中进行研究,此种方法既避免了对于圆环气体轴承有限元求解时采用的保角变换,也避免了对于圆板气体静压轴承,由于半径等于0这个点存在,无法直接进行保角变换,还需要在半径等于0这点假设一个半径非常小的圆来进行压力分布的求解。将计算流体力学中的FLUENT软件引入到气体静压轴承的研究领域,利用FLUENT软件对局部多孔质气体静压轴承进行仿真研究,可以免去对雷诺方程求解程序的编制,将精力集中在控制参数以及初始条件对轴承特性影响方面的研究,从而提高所研究问题的广度和深度。并且,更直观的表示气体在多孔质和气膜内的压力分布和流动速度等情况,同时也提高了计算精度。采用小扰动和频域分析方法,对局部多孔质气体静压轴承的稳定性进行研究。通过小扰动方法将静压轴承的压力分布方程分解为静态压力分布方程和动态压力分布方程,然后,利用有限元方法分别对所建立的静、动态压力分布方程进行求解,求出气体静压轴承的动态刚度和阻尼,进而,对气体静压轴承的稳定性进行研究。利用实验室原有的实验装置,进行局部的改造后,对多孔质石墨的渗透率和局部多孔质气体静压轴承的静态特性及稳定性进行实验研究。实验结果与有限元计算和FLUENT仿真结果较吻合,证明了有限元计算,FLUENT仿真的正确性。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2007-06-01）
董乙霏[8]（2007）在《多孔质气体静压轴承静态性能分析》一文中研究指出本文以开发多孔质气体静压轴承为目标,深入研究了多孔质气体静压轴承的结构设计理论。取得了以下研究成果:根据两流动区域内相互耦合的压强分布方程,利用中心差分格式建立了圆盘形多孔质止推轴承和多孔质径向轴承的有限差分数学模型。并探讨了多孔质止推轴承的承载能力以及静刚度与轴承气膜厚度、多孔质材料厚度、供气压力、速度滑移以及材料的性能之间的关系,为多孔质止推轴承结构的设计提供了理论依据。基于有限体积法,利用FLUENT软件对圆盘形多孔质止推轴承以及多孔质径向轴承中气体的流动情况进行了模拟仿真。得到了止推轴承和径向轴承中两流动区域内的气体压强分布和气体流速。利用FLUENT软件得到的仿真结果与有限差分法所得的数值结果吻合良好,说明有限差分模型的正确性和可行性。基于对圆盘形多孔质止推轴承的理论分析,并结合粉末冶金的相关知识,设计了压制圆盘形多孔质片材的模具。选用铜、锡混合粉末,利用所设计出的模具,压制出了不同密度的多孔质片材。对多孔质材料的制作工艺进行了初步探讨,为对多孔质止推轴承性能的进一步实验研究奠定了基础。以上研究成果极大地丰富了多孔质气体静压轴承的设计理论,为指导多孔质气体静压轴承的结构设计提供了理论依据,具有重要的工程意义。(本文来源于《天津大学》期刊2007-06-01）
阮宏慧,张大卫,景秀并[9]（2006）在《多孔质径向气体静压轴承运动稳定性分析》一文中研究指出多孔质轴承在高速运转条件下会出现涡动失稳现象,使轴承的动态稳定性下降。利用线性扰动法对多孔质静压轴承中气体润滑的连续方程求解,得到动态下轴承稳定的临界质量———系统保持稳定的最小质量,并以此为稳定性判据得出轴承参数对稳定性的影响,即轴承的供气压力、渗透数、长径比越大,稳定区域越小,为今后的多孔质轴承设计提供了参数的优化范围。(本文来源于《轴承》期刊2006年09期）
杜金名[10]（2005）在《多孔质气体静压轴承在叁轴转台设计中的应用》一文中研究指出气体静压轴承广泛应用于航空、航天、精密电子工业中。叁轴转台是高精度的测试设备 ,用来对惯性系统和惯性元件进行检定、标定以及建立相应的误差模型 ,它的测试精度直接影响航空、航天等飞行器的控制和导航。转台的检测精度与回转轴的回转精度有密切关系。多孔质气体静压轴承同其他节流形式的轴承相比具有很高的承载能力、静态刚度以及很好的阻尼效应。文章对多孔质气体静压轴承进行了理论分析 ,并同气体静压小孔节流轴承的静态性能进行了比较 ,结果表明 ,此类轴承的承载能力明显优于小孔节流轴承。(本文来源于《中国工程科学》期刊2005年01期）
多孔质气体静压轴承论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
气体静压轴承与传统的机械接触式轴承相比具有高精度、低振动、无污染及长寿命等优点,因而广泛应用于超精密加工、精密测量领域。作为气体静压轴承中的新型轴承,多孔质轴承节流器材料表面有成千上万个微小节流孔,使其在保证高刚度、高承载的同时还具有较高的稳定性,被视为极具应用前景的气体静压轴承。然而到目前为止对多孔质节流器材料研究较少,且多孔材料参数对多孔质轴承的作用规律也不够明确,限制了多孔质轴承的发展。本文以多孔质材料为研究对象,首先研究了材料渗透系数理论求解方法,基于材料内流动理论优化了渗透系数实验测量方法,最后分析了材料变形对轴承的作用规律。论文主要工作概括如下:(1)建立了基于分形理论的渗透系数理论模型。分析了图像处理对分形维数的影响,并给出了图像大小和倍数的选取建议。提出了孔径大小、迂曲度及材料均匀度的计算方法,最后基于分形理论建立了渗透系数与分形维数、孔径大小及迂曲度的数学模型,并对4种不同材料渗透系数进行了计算。(2)研究了多孔材料渗透系数实验计算方法。基于多孔材料粘性流动和惯性流动方程,分析了材料内部的流动状态,提出了材料内流动状态的判别方法。最后改进了实验计算材料渗透系数的方法,并与分形理论计算结果进行了对比,验证了理论计算的有效性。(3)研究了多孔材料在流场下的变形特性及其对轴承静态性能的影响。基于ANSYS Workbench建立了轴承的流场及变形场分析,数值模拟了不同工况下多孔材料的变形规律,分析了材料变形对轴承静态性能的影响。为了减小材料变形,提出了使用双层多孔材料作为轴承节流器,并讨论了各层材料厚度比对轴承性能的影响,最后通过轴承静态承载实验验证了数值模拟的准确性。上述研究内容为多孔质轴承的材料优选、性能分析及其应用发展提供了坚实的理论基础。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
多孔质气体静压轴承论文参考文献
[1].崔海龙.多孔质气体静压轴承动态特性影响机理研究[D].中国工程物理研究院.2018
[2].张敏.多孔质气体静压轴承材料渗透系数及变形特性研究[D].电子科技大学.2018
[3].占国清.多孔质气体静压轴承高置信度数值模拟方法研究[D].电子科技大学.2018
[4].李欢欢,于贺春,张国庆,赵惠英,马文琦.椭圆误差对多孔质径向气体静压轴承特性的影响[J].制造技术与机床.2015
[5].张伟.气体静压轴承用叁维连续网络多孔Al_2O_3/ZL102材料制备及性能研究[D].南昌航空大学.2013
[6].于雪梅.气体静压轴承用多孔SiC陶瓷的制备及静态性能[J].西安交通大学学报.2011
[7].于雪梅.局部多孔质气体静压轴承关键技术的研究[D].哈尔滨工业大学.2007
[8].董乙霏.多孔质气体静压轴承静态性能分析[D].天津大学.2007
[9].阮宏慧,张大卫,景秀并.多孔质径向气体静压轴承运动稳定性分析[J].轴承.2006
[10].杜金名.多孔质气体静压轴承在叁轴转台设计中的应用[J].中国工程科学.2005