动静压轴颈轴承性能有限差分法研究及应用

"有限差分法求动静压轴颈轴承性能研究 (2011年)" 在机械工程领域，特别是航空航天和精密机械设备中，动静压轴颈轴承是关键部件，其性能直接影响设备的运行效率和可靠性。这篇论文由王学敏、白红宁和庄明在2011年发表于《哈尔滨工程大学学报》，探讨了如何利用有限差分法来研究动静压轴颈轴承的性能。有限差分法是一种数值分析技术，常用于解决偏微分方程，例如Reynolds方程，它是描述流体动力学中流体流动的重要方程。 论文的主要贡献在于开发了一个计算程序，该程序能够模拟计算动静压气体轴承在静态、动态以及动静混合状态下的性能参数。作者通过调整不同变量，如前端角、网格数和偏位角，来分析它们对计算结果的影响。他们发现前端角对于轴颈轴承的静态性能计算无显著影响，但网格数与收敛精度必须匹配，否则会导致计算结果的严重偏差。在研究动态性能时，通过引入偏位角的嵌套循环，考虑了实际气膜厚度变化对轴承性能的影响，这更接近于实际情况。 论文中提到的计算结果与实验验证的案例进行了对比，两者间的误差控制在5%以内，证明了所采用的有限差分法计算程序具有高度的准确性和可靠性。这一方法不仅在理论研究上有所贡献，而且已经被成功应用到实际工程设计中，为动静压轴颈轴承的设计优化提供了有力的工具。 关键词：Reynolds方程，是描述流体流动的数学模型，对理解和预测轴承内部的气流行为至关重要；偏位角，是指轴颈相对于轴承中心线的偏离，影响动态性能；有限差分法，是数值计算的核心，能有效处理复杂问题；前端角，可能影响轴承的流场分布；收敛精度，是衡量数值解是否接近真实解的关键指标。 这篇论文深入研究了动静压轴颈轴承性能的计算方法，揭示了不同参数对其性能的影响，并提供了实际工程中的应用案例，为相关领域的研究者和工程师提供了宝贵的参考。