[发明专利]一种计算翻边轴承耦合润滑与动力学特性参数的方法

权利要求书

1.一种计算翻边轴承耦合润滑与动力学特性参数的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取翻边轴承的结构参数和运行工况；

S2、设定时间t；

S3、利用翻边轴承径向止推热弹流耦合润滑模块，计算得到油膜承载力；

S4、完成S3后，利用翻边轴承动力学特性参数计算模块，计算刚度阻尼；

S5、完成S4后，利用翻边轴承相对位置反馈模块，判断是否完成内燃机计算周期，若是，则输出并保存翻边轴承工作特性参数结果；若否，则进行S6；

S6、根据对应时刻的载荷计算翻边轴承径向与轴向位移，更新止推部分计算域及网络，将各轴承下一时刻的相对位置作为翻边轴承径向止推热弹流耦合润滑模块及翻边轴承动力学特性参数计算模块的输入参数继续进行计算；

S3的具体内容为：根据输入的翻边轴承的结构参数和运行工况，计算径向部分和止推部分的油膜厚度；

在得到油膜厚度的基础上，引入考虑轴向速度的平均雷诺方程，求解平均雷诺方程，利用有限差分法，分别计算得到径向和止推部分的油膜压力分布，循环迭代直到满足压力收敛判断，压力边界采用雷诺边界条件；

利用有限差分法，分别求解径向部分和止推部分的三维能量方程、轴瓦的热传导方程，边界条件包括：径向部分与止推部分的进油端温度为给定进油温度；轴瓦的外部均为与环境的对流换热条件；径向部分的出油端、止推部分的内径区域的热量通过热流量连续性条件计算；在每次循环迭代中更新，循环直至温度满足收敛条件；

利用变形矩阵法，根据计算出的油膜压力计算径向部分和止推部分各个节点的热变形，将热变形量代入油膜厚度，重复之前的油膜压力计算，直到热变形满足收敛；

在当前压力的基础上，利用弹性变形矩阵，计算径向部分和止推部分各个节点的弹性变形，代入油膜厚度方程中，重复之前的油膜压力计算，此时增加边界条件：径向部分靠近止推侧端面的压力与止推部分内径处油膜压力满足流量和压力连续性条件，循环计算直到弹性变形满足收敛，将油膜压力积分计算得到油膜承载力；

径向部分油膜厚度方程为：

其中，c为半径间隙，ε表示偏心率，θ表示轴承的位置角，δ_JE表示径向部分弹性变形量，δ_JT表示径向部分热变形量，中央截面偏位角，γ_j为轴颈在主轴瓦中的倾斜角；α_r为轴颈中心线投影与偏心距之间的夹角；

止推部分油膜厚度方程为：

h_T＝h_p+rsin(θ_p)+δ_TE+δ_TT

式中，θ_p为单个瓦的周向倾角，h_p为平均油膜间隙，r为径向坐标，δ_TE为弹性变形量，δ_TT为热变形量；

径向部分雷诺方程为：

其中，φ_x、φ_y、φ_s、φ_c分别为考虑粗糙度时，引入的x向、y向压力流量因子，剪切流量因子和接触因子，h_J为径向部分油膜厚度，η为润滑介质粘度，p_J为径向部分油膜压力分布，ω为轴颈与轴瓦相对转速，V为轴颈的轴向速度，r为轴承内径，x为轴承x向位置，y为轴承y向位置，t为时间；

止推部分雷诺方程为：

其中，φ_θ、φ_r分别为考虑粗糙度时，引入的周向、径向压力流量因子，r_T表示止推面的径向位置，h_T为止推部分油膜厚度，p_T为径向部分油膜压力分布，θ为轴承周向位置，其他和径向部分一样。