本书主要基于数值方法探讨滑动轴承的分析与设计,系统论述滑动轴承的混合润滑、瞬态磨损、摩擦动力学、摩擦诱导振动等建模和求解技术,并详细阐述这些技术在滑动轴承优化设计中的应用。本书主要内容包括:滑动轴承动压润滑理论,滑动轴承等温混合润滑和热混合润滑理论,滑动轴承瞬态磨损和摩擦动力学数值计算方法,推力滑动轴承润滑理论和方法,以及基于数值分析的滑动轴承正向创新优化设计方法等。
更多科学出版社服务,请扫码获取。
2006.6-2010.9 重庆大学机械工程学院 本科
2010.9-2015.12 重庆大学机械工程学院 博士
2012.10-2014.10 美国西北大学机械工程系 联合培养博士2015.12-2018.8 重庆大学机械工程学院 讲师
2018.9-至今 重庆大学机械工程学院、高端装备机械传动全国重点实验室 副教授、博导特种机器人、工业机器人核心部件、水中航行器推进系统等发表SCI/EI论文50余篇,获国家授权发明专利10余项,软件著作权10项。《Lubricants》SCI学术期刊客座编辑
目录
前言
第1章绪论1
1.1滑动轴承基础理论研究现状2
1.1.1滑动轴承设计理论和技术2
1.1.2滑动轴承润滑理论4
1.1.3滑动轴承摩擦磨损机理5
1.1.4滑动轴承材料及工艺6
1.1.5润滑材料和润滑方式9
1.1.6试验测试技术10
1.2滑动轴承应用领域简介12
1.2.1能源设备领域12
1.2.2交通运输领域13
1.2.3先进制造领域14
1.2.4化工领域14
1.2.5电子信息领域15
1.2.6风电领域15
1.3本书主要内容及章节安排16
参考文献17
第2章滑动轴承动压润滑理论19
2.1雷诺方程19
2.1.1复杂工况下的雷诺方程24
2.1.2承载力方程31
2.1.3膜厚方程32
2.2简化雷诺方程33
2.2.1无限宽轴承理论33
2.2.2无限短轴承理论38
2.3雷诺方程数值解法40
2.3.1有限差分法40
2.3.2有限体积法44
2.3.3多重网格法46
2.3.4Jakobsson-Floberg-Olsson空穴模型算法52
2.4斜网格虚拟节点差分模型53
2.4.1斜坐标系下的多工况平均雷诺方程53
2.4.2虚拟节点模型56
2.4.3虚拟节点模型计算精度60
2.5算例分析61
参考文献62
第3章滑动轴承等温混合润滑理论64
3.1滑动轴承等温混合润滑方程组65
3.1.1平均雷诺方程65
3.1.2微凸体接触模型70
3.1.3滑动轴承混合润滑力平衡方程76
3.2多线程并行计算方法78
3.2.1OpenMP多线程并行计算模型78
3.2.2并行速度与效率80
3.2.3混合润滑算例分析84
参考文献86
第4章滑动轴承热混合润滑理论88
4.1热混合润滑方程88
4.1.1滑动轴承传热模型88
4.1.2滑动轴承结构变形方程90
4.2流固热耦合快速数值计算模型93
4.2.1热影响函数快速算法93
4.2.2热弹性变形影响系数快速算法96
4.3算例分析97
4.3.1油润滑滑动轴承算例97
4.3.2水润滑滑动轴承算例100
参考文献106
第5章滑动轴承瞬态磨损数值计算方法107
5.1基于摩擦疲劳机理的滑动磨损108
5.2滑动轴承瞬态磨损模型求解方法110
5.3基于摩擦疲劳的滑动轴承磨损算例分析111
5.3.1油润滑滑动轴承算例111
5.3.2水润滑滑动轴承算例116
5.4主流滑动轴承磨损预测模型的对比分析125
5.4.1不同磨损模型的建模方法126
5.4.2不同磨损模型的参数范围选取127
5.4.3不同磨损模型的参数灵敏度分析128
5.4.4不同磨损模型的计算时长分析131
参考文献132
第6章滑动轴承摩擦动力学数值计算方法135
6.1滑动轴承动态系数135
6.1.1扰动法135
6.1.2直接求导法141
6.1.3滑动轴承稳定性分析方法147
6.2滑动轴承摩擦动力学分析方法149
6.2.1滑动轴承摩擦动力学模型149
6.2.2线性方法150
6.2.3非线性方法150
6.3滑动轴承摩擦振动计算方法153
6.3.1振动与噪声的关系153
6.3.2常见的摩擦振动建模方法154
6.3.3热混合润滑下的摩擦振动模型158
6.3.4尾轴承摩擦激励下船舶辐射噪声建模计算方法163
6.4滑动轴承摩擦动力学分析案例167
6.4.1线性与非线性摩擦动力学分析结果对比167
6.4.2多工况下滑动轴承摩擦动力特性分析171
6.5滑动轴承摩擦诱导振动分析案例185
6.5.1额定工况下摩擦激励振动结果185
6.5.2表面特性参数对摩擦激励振动的影响190
6.5.3轴承结构与材料对摩擦激励振动的影响194
参考文献198
第7章推力滑动轴承数值计算方法200
7.1推力滑动轴承润滑模型200
7.1.1无限宽推力滑动轴承润滑模型200
7.1.2有限宽推力滑动轴承润滑数值模型204
7.2径向推力一体式轴承数值模型205
7.2.1径向推力一体式轴承研究背景205
7.2.2径向推力一体式轴承稳态润滑模型210
7.2.3径向推力一体式轴承瞬态摩擦动力学模型214
7.2.4桨叶非线性激扰模型215
7.3典型算例分析219
7.3.1径向推力一体式轴承稳态分析案例219
7.3.2径向推力一体式轴承动态分析案例225
参考文献231
第8章滑动轴承优化设计案例233
8.1滑动轴承微结构润滑优化设计233
8.1.1微沟槽优化设计案例233
8.1.2微织构优化设计案例240
8.2滑动轴承抗磨损优化设计247
8.2.1基于修形优化的抗磨损设计案例247
8.2.2基于微沟槽优化的抗磨损设计案例261
8.3滑动轴承板条结构优化设计270
参考文献279
第9章径向推力一体式轴承优化设计案例280
9.1稳态下推力瓦润滑结构优化设计280
9.1.1稳态下固定倾角推力瓦结构优化设计280
9.1.2稳态下微沟槽一体式水润滑轴承优化分析案例284
9.2动态下径向推力一体式轴承优化设计291
9.2.1瓦块倾斜角与半径间隙优化设计案例292
9.2.2螺旋微沟槽优化设计案例295
参考文献305