靜壓導軌的流體-結構耦合分析及動態性能優化設計*

王巧玲

（上海機床廠有限公司 上海200093）

設計與開發

靜壓導軌的流體-結構耦合分析及動態性能優化設計*

王巧玲

（上海機床廠有限公司 上海200093）

由于液體靜壓導軌具有抗震性好、工作壽命長、工況穩定等優點，所以廣泛用于精密加工的機床中。在液體靜壓導軌工作的過程中，溫升和油腔壓力會導致結構變形，從而影響靜壓導軌的工作性能。通過ANSYS Workbench的流體分析相關模塊得到液體靜壓導軌的壓力場和溫度場分布情況，接著進行流體‐固體耦合分析研究溫度和壓力分布對靜壓導軌靜剛度的影響以及動態性能的影響，對靜壓導軌的結構優化有一定的借鑒作用。

靜壓導軌 油膜 流體分析 動態分析

液體靜壓導軌的工作原理是在兩個相對運動的導軌面間通入壓力油，使運動件浮起，工作過程中油膜壓力隨外載荷變化而變化，在不同速度（包括靜止）下都能保證導軌面間在液體摩擦狀態下工作。靜壓導軌具有工作壽命長、維修工作量小、導軌材質要求低、速度變化和載荷變化對油膜的剛度影響小等優點，所以廣泛用于精密加工機床中并成為核心部件。

目前國內外許多研究人員采用有限元方法對靜壓軸承的油膜進行分析，很少分析靜壓導軌的油膜情況，但它們的原理相似。部分學者采用Fluent軟件對靜壓軸承的油膜壓力狀態、流動狀態和溫度場進行了三維綜合數值模擬分析，揭示了恒流、恒轉速情況下圓形腔和扇形腔的腔面積、腔深對摩擦副的力學性能、油膜壓力狀態、流動狀態和溫度場的影響規律[1]。……