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考虑波箔变形的波箔型气体箔片轴承润滑性能的数值研究
摘要：
本文针对波箔型气体箔片轴承润滑性能进行了数值研究。采用计算流体力学（CFD）技术，模拟了波箔变形对气体流场的影响，并分析了箔片表面润滑膜的形态和厚度随变形尺度的变化。结果表明，波箔变形对箔片表面润滑膜的形成和维持具有重要影响，有效改善了轴承的摩擦性能和承载能力。本文研究为波箔型气体箔片轴承的设计和优化提供了理论支持和参考。
关键词：波箔型气体箔片轴承，润滑性能，计算流体力学，润滑膜，摩擦性能，承载能力
Abstract:
Thispaperstudiesthelubricationperformanceofwavefoilgasfoilbearings.Computationalfluiddynamics(CFD)techniquewasusedtosimulatetheeffectofwavefoildeformationongasflowfield,andthemorphologyandthicknessoflubricatingfilmonthesurfaceoffoilwereanalyzedwithdeformationscale.Theresultsshowthatwavefoildeformationhasasignificantinfluenceontheformationandmaintenanceoflubricatingfilmonthesurfaceofthefoil,whicheffectivelyimprovesthefrictionperformanceandbearingcapacityofthebearing.Thisstudyprovidestheoreticalsupportandreferenceforthedesignandoptimizationofwavefoilgasfoilbearings.
Keywords:wavefoilgasfoilbearings,lubricationperformance,computationalfluiddynamics,lubricatingfilm,frictionperformance,bearingcapacity
1.引言
气体润滑轴承是一种具有高速、高精度、高承载、高温、高稳定性等一系列特性的重要轴承类型。波箔型气体箔片轴承作为一种重要的气体润滑轴承类型，其结构简单、可靠性高、稳定性好等特点，在空气压缩机、涡轮机等领域得到广泛应用。其中，波箔的形状和尺寸是影响润滑性能和承载能力的重要因素之一。
2.整体计算模型
将轴承模型分为两个部分：一是凸出的波箔表面；二是被压缩的气体流场。采用计算流体力学（CFD）技术模拟气体的流动情况，通过对波箔表面的LibreCAD绘图软件进行建模和划分，构建波箔表面几何模型。根据轴承的尺寸和运转条件，确定物理模型中的网格划分和边界条件，对流场的速度、压力、密度等物理量进行计算。
3.分析和讨论
通过对波箔变形对气体流场的影响进行数值模拟研究，得到气体流动的速度、压力、密度等分布情况，进而分析润滑膜的形态和厚度等参数的变化规律，以此来评价波箔变形对润滑性能的影响。
4.结论
本文通过计算流体力学技术对波箔变形后的气体流动进行了数值模拟，分析了波箔表面润滑膜的形态和厚度随变形尺度的变化规律，进而评价了波箔变形对轴承润滑性能和承载能力的影响。结果表明，波箔变形对轴承的润滑性能和承载能力具有重要影响，有效改善了轴承的摩擦性能和承载能力。因此，波箔型气体箔片轴承的设计和优化应考虑波箔的形状和尺寸对润滑性能和承载能力的影响。
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