[发明专利]静压推力轴承偏载工况下油膜润滑性能模拟方法

摘要

静压推力轴承偏载工况下油膜性能模拟方法，本发明主要涉及双矩形腔静压推力轴承偏载工况下油膜润滑性能的模拟方法。本发明要解决静压推力轴承在偏载工况下无实际有效的方法来模拟油膜润滑性能的问题。该方法是通过：1、通过UG建立6个对称双矩形油垫模型；2、将模型导入ANSYS ICEM CFD软件中，创建油膜模型part，创建拓扑结构划分结构网格；3、查看模型的点和线与block的点与线是否全部关联；4、划分网格节点数，进油口节点数加密；5、在ANSYS CFX软件设置边界油膜条件；6、收敛采用ANSYS CFX软件默认的标准，判断波动是否稳定。本发明应用于静压推力轴承偏载工况下润滑性能模拟领域。

主权项

1.静压推力轴承偏载工况下油膜润滑性能的模拟方法，其特征在于静压推力轴承偏载工况下模拟方法按以下步骤实现：步骤A：利用UG软件对偏载工况下的油垫进行建模，根据不同工况创建出不同形状尺寸的模型；步骤B1：利用UG软件将建立好的不同工况下的油膜模型导出为.x.t文件，将导出的.x.t文件导入到ANSYS ICEM CFD软件中，设置单位为mm；由于CFD软件无法将UG中建立的面自动划分为两个面，所以在模型导入后首先做的是将UG中的面拆分为所需要的面；其次是创建油膜模型的part，这一步骤是为了导入CFX后边界条件的设定，part的设定有IN1、IN2、OUT1、OUT2、OUT3、OUT4、INTERFACE1、INTERFACE 2、ROTATE、WALL这些定义面；步骤B2：创建拓扑结构划分结构网格时采用自上而下的划分方法，首先点击选项Blocking，选择Check Block选项，选择split block中的子拓扑结构，先对X方向块进行划分，再对Y、Z方向块进行划分，删除不必要的拓扑结构，创建点映射时，将三维模型的各个顶点依次映射于block的顶点，线映射可以直接选择Blocking中的Auto association自动关联选项，完成油膜和油腔点和线的映射；步骤B3：进油口的形状是圆柱形，则网格应该使用O型网格，对其block单独划分，首先将圆对称的部位填加两个点，对X、Y方向的block进行划分，接着选择Check Block选项将下面长方形的block拉伸出来，进而得到长方体形状的block，映射时，将四边形映射到圆，最后点击Split Block中的Select face选项，选择圆柱的上下面，点击确定，至此完成所有的block划分和点线映射；步骤C：查看模型的点和线与block的点和线是否全部关联上，将Geometry下的point和edge都隐藏，查看block的线是否都是绿色的，如果是，则全部关联上；如果某处不是绿色的，表明此处没有关联上，故需重新按上述步骤进行关联；步骤D：点击Mesh Quality模块，对油膜网格和角度网格质量进行检查，输出网格时采用Output/Select Solver选择ANSYS CFX求解器，默认输出文件格式为.CFX5；步骤E1：选择ANSYS CFX软件对油膜进行模拟仿真分析，设定流体域为FLUID，选择材料为32#润滑油，将流体计算模型选择为total energy，温度设置为293K，其他设置保持默认设置即可；步骤E2:进油口Inlet的设定，设置入口IN1和IN2的流量为0.035，温度给定为室温293K即20℃；步骤E3：出油口Outlet的设定，设置四个出油口，分别为OUT1，OUT2，OUT3，OUT4，相对大气压为0Pa；步骤E4：点击Interface,Interface Type选择Fluid，交界面Interface side1选项选择INTERFACE1，交界面Iterfance side2选择选项INTERFACE2，Rtation Axis旋转轴为Z轴，在Mesh connecion选项中选择GGI网格拼接方式，周期性轴向径向公差为0.0001；步骤E5：壁面Wall的设定，油膜上表面为旋转工作面，设置为Rotate Wall，油膜下表面与油垫相接触的面和油腔内壁面都设置为Wall；步骤E6：ROTATE的设定：Option选项选择Rotating Wall，旋转到rotate axis选择Z轴global Z，设置回转工作台绕Z轴转速为100r/min，完成油膜边界条件的设定；步骤F：采用的收敛标准是ANSYS CFX软件默认的标准，即残差值已经低于10^‑4，并且波动情况稳定，没有明显的下降趋势。