微極性流體對軸承轉子的影響

曹學秀,孫保蒼

(江蘇大學 土木工程與力學學院,江蘇 鎮江　212013)

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微極性流體對軸承轉子的影響

曹學秀,孫保蒼

(江蘇大學 土木工程與力學學院,江蘇 鎮江212013)

摘要通過變分原理求解微極性流體潤滑的Reynolds方程得到軸承轉子的油膜力,以有限寬剛性Jeffcott轉子為研究對象,給出了適用于微極性液體潤滑劑的廣義雷諾方程,用數值積分法研究了不同參數變化下有限寬軸承轉子系統的非線性動力學行為。借助分岔圖、Poincare映射圖、時間歷程圖和譜分析等分析了系統的運動形態。數值分析結果表明,系統存在著擬周期運動,且在不同的參數下微極性效應越明顯,即L0越小N越大系統越穩定。

關鍵詞轉子系統;微極性流體;非線性動力學;變分法;分岔圖;擬周期運動

軸承—轉子系統作為旋轉機械的核心部件,在能源、電力、國防及石油化工等領域中都發揮著重要作用[1]。為了使轉子系統更穩定,可通過潤滑來實現,近年來人們注意到微極性可減小軸承轉子系統的摩擦,提高系統的穩定性。微極性流體是一種具有微構的復合流體,含有高分子添加劑的潤滑油、電流變液、血液、液晶和具有細微添加物的流體等都屬于微極性流體。王曉力等根據微極性理論[2]推導出了微極性流體潤滑的雷諾方程[3]。目前國內外許多研究已表明微極性流體相對牛頓流體可有效減小潤滑的摩擦力,并能提高液膜的承載能力[3-7]。目前為止對于微極性流體潤滑的雷諾方程的求解都采用數值方法,這增加了計算量,對于分析微極性參數對系統的影響并不方便。……