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新型无锥套油膜轴承数值计算与实验研究的开题报告

一、研究背景与意义

无锥套油膜轴承是一种重要的机械零部件，广泛应用于高速旋转机械中，如涡轮机、离心机、压缩机等。无锥套油膜轴承的工作性能与其内部润滑油膜的稳定性密切相关，因此对其流场和油膜压力分布等参数的研究具有重要意义。

传统的无锥套油膜轴承由于存在锥套和半径较小的端面，导致油液在内部流动时产生很大的阻力。而新型无锥套油膜轴承采用直筒套结构，减少了液体在流动中的摩擦阻力，因此具有更好的润滑性能和更高的稳定性。

本研究旨在基于数值计算和实验研究的方法，分析新型无锥套油膜轴承的流场和压力分布，探究其性能特点，为其设计与应用提供有力支持。

二、研究内容

1.建立新型无锥套油膜轴承的模型。考虑其结构和流体力学特性，以三维几何模型为基础，构建其流场模型。

2.建立数值计算模型。采用有限元分析软件，对油膜轴承的流场进行数值计算，并分析其液压力的分布规律。

3.设计实验方案。根据数值计算结果，设计相应的实验方案，对新型无锥套油膜轴承进行性能测试，包括负荷、工作温度、摩擦特性等方面的指标。

4.实验测试。进行实验测试，并结合数值计算结果，深度探究新型无锥套油膜轴承的性能特点和机理，以及其在高速旋转机械中的应用前景。

三、研究方法

1.基于CAD软件建立三维几何模型，构建新型无锥套油膜轴承的流场模型。

2.采用FLUENT有限元计算软件对油膜轴承的流场进行数值计算。

3.实验测试方面，采用静压控制法对新型无锥套油膜轴承的流体力学特性进行测试。

4.基于研究结果，进行数据分析和评估，并提出相应设计、制造与应用建议。

四、预期成果

1.建立新型无锥套油膜轴承的模型，探究其工作原理。

2.数值模拟分析流场特性、压力分布、润滑膜形状等参数变化规律。

3.基于实验数据和数值计算结果，提出新型无锥套油膜轴承在高速旋转机械中的应用前景和开发建议。

五、研究进度安排

1.2021.9-2021.12：调研和文献阅读，熟悉新型无锥套油膜轴承的结构特点和流动学机理。

2.2022.1-2022.3：基于CAD软件建立三维几何模型，构建新型无锥套油膜轴承的流场模型。

3.2022.4-2022.6：采用FLUENT有限元计算软件对油膜轴承的流场进行数值计算分析。

4.2022.7-2022.9：设计实验方案，进行实验测试，并结合数值计算结果，分析新型无锥套油膜轴承的性能特点。

5.2022.10-2022.11：基于研究结果，撰写论文，制作相关技术报告和PPT展示稿。

六、参考文献

[1]GaoX,KanekoT,HiranoT.etal.3-Dnumericalanalysisforanewtypeofjournalbearingwithanoil-filmgrooveontheoil-inletside(the3rdreport,Effectsofsupplyoilviscosityonsteady-statecharacteristicsofthebearing)[J].TransactionoftheJapanSocietyofMechanicalEngineers,CEd.,2000,66(644):3592-3599.

[2]LiuXJ,YuanXD,WangF,etal.Anexperimentalstudyonthethermalcharacteristicsofself-compensatinggas-lubricatedtilting-padjournalbearingathighrotationalspeed[J].JournalofMechanicalScienceandTechnology,2016,30(10):4787-4796.

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