基于子域法的永磁体周向分段式转子涡流损耗解析模型

工程上常将永磁体分段来减小自身涡流损耗,减小高温退磁的风险。现有永磁体分段的转子涡流损耗解析模型大多忽略涡流反作用影响,应用于高速永磁电机转子涡流损耗计算会造成较大误差。本文基于子域法提出了一种针对永磁体周向分段的高速永磁电机转子涡流损耗解析方法。在考虑定子开槽和各次电流谐波影响的基础上,通过引入考虑各次谐波透入深度的衰减系数对涡流密度进行修正,进而考虑涡流反作用的影响。基于该解析模型,分析了电枢磁场中转子涡流损耗随永磁体分段数的变化规律。将有限元仿真计算结果与解析结果对比,验证解析模型的正确性。     

基于2D仿真模型内置式永磁电机的漏磁系数研究

本文建立了丰田Prius内置式永磁电机的二维仿真模型。采用磁路积分法,计算得到永磁体的漏磁系数。并且分析了不同电机拓扑结构对漏磁系数的影响。结果表明,减小气隙磁密、增大电机定子外径和提升永磁体厚度可以降低永磁体漏磁,提升永磁体利用率。     

船舶可倾瓦推力轴承润滑油膜的轴向动特性计算方法

推力环和推力瓦之间的楔形润滑油膜是实现螺旋桨推力传递的重要环节,其轴向动特性直接关乎船舶轴系转子的纵向振动特性。文章分别论述了船舶可倾瓦推力轴承楔形润滑油膜轴向动特性的一维流近似解析方法和二维流数值方法,在已求得油膜静特性基础上,分别结合偏导数法和小摄动法获解了油膜动特性,推导了两种方法计算油膜动特性的求解式,并给出了详细计算过程。以某船舶可倾瓦推力轴承为算例,对两种方法的计算结果作了比较分析,得到了最小油膜厚度、油膜承载力和油膜轴向刚度三者间的一般变化规律,讨论了油膜动特性随轴转速的变化关系。计算结果为基于转子动态模型研究轴系纵向振动的传递机理提供了油膜动特性数据。     

基于三维有限元模型的轴系校中

船舶推进系统设计中,轴系校中计算通常的做法是将轴系看成一维梁模型,且不考虑船体的作用,计算结果与实际有较大差别.用三维模型对船体、轴承及轴承油膜的刚度进行了有限元分析.在三维曲轴模型中考虑了每个气缸的旋转和摆动质量、主轴承的刚度和推力轴承的刚度等,考虑了轴承间隙等非线性因素,以及船体弯曲变形、轴承温度变化、桨轴向推力偏心及推力轴承反力偏心引起的动态弯矩等因素,计算结果更符合实际.     

绞吸式挖泥船绞刀轴系的改造

分析疏浚船绞刀轴承和绞刀马达损坏的原因,根据实际工况和负载情况重新设计选型能承受较大轴向推力的圆锥滚子推力轴承,并将支撑环与马达花键轴之间的间隙值扩大,使绞刀轴有足够的轴向串动空间,有效保护绞刀马达,使绞刀轴系运转平稳可靠.     

径向和轴向间隙对喷水推进轴流泵特性影响数值分析

采用三维雷诺平均N-S方程和S-A湍流模型对不同叶轮间隙的喷水推进轴流泵流场及水力性能进行数值计算。计算中选取的相对径向间隙δ(径向间隙尺寸与叶轮直径之比)分别为0.2%,0.4%,0.6%和0.8%,选取的轴向间隙分别为10 mm,15 mm,20 mm和25 mm。计算结果表明:随着δ的增大,泵模型水力性能降低;当δ增大到0.6%时,小流量工况下泵模型的效率和扬程下降加快,设计工况下的叶片进口形成泄漏涡,泄漏损失增大;当轴向间隙增大到20 mm时,静叶吸力面出现分离螺旋点,易引发汽蚀,泵模型选用的轴向间隙为15 mm。     

轴承润滑特性对船舶推进轴系校中的影响

径向轴承及推力轴承处边界条件的准确建立是船舶推进轴系校中计算的重点与难点。基于流体动压润滑理论,分析不同运行工况下考虑轴颈倾斜的径向轴承润滑特性,将轴承间隙、油膜厚度、支承基座及船体柔性以等效轴段挠度的形式计入轴系校中过程,并与刚性支承、弹性支承模型计算结果进行对比分析;计算因推力轴段转角、支承基座变形而引起的推力轴承附加力矩,并分析其对轴系校中的影响;建立轴承润滑与轴系校中耦合计算方法。结果表明:由径向轴承间隙、轴颈倾斜而引起的支点位置改变、润滑油膜厚度、推力轴承处附加力矩对轴系校中具有重要影响。     

汽轮机轴向位移偏大故障分析与推力轴承改进设计

针对某汽轮机出现汽轮机转子轴向位移偏大的故障,通过理论分析与试验研究,得出转子轴向位移偏大的主要原因。针对这些原因,改进设计并加工了采用PCr Ni3Mo材料的弹性支承板,并将副推力轴承的二销钉支撑结构改为筋板支撑。试验表明,采用新推力轴承的汽轮机运行平稳,未出现转子轴向位移偏大问题。对主推力轴承支承板的结构进行了改进设计,并采用有限元方法进行了数值计算,结果显示改进后的支承板在承受相同载荷时其挠度显著减小。     

ACM高分子材料水润滑推力轴承性能试验研究

船舶水润滑推力轴承以水代油作为润滑介质,有助于提高轴承机械效率、减少滑油污染。在水润滑推力轴承试验台上,开展ACM高分子材料推力轴承性能试验研究,探讨在不同试验工况下推力瓦端面摩擦系数、温度、水膜压力随轴承载荷、轴转速的变化趋势。研究表明:ACM推力瓦的摩擦系数为0.01～0.18,单位时间磨损量为0.383μm/h;最高温度为42℃,出现在靠近推力瓦外径和出水边的位置;最大水膜压力为1.6 MPa,且水膜压力随轴转速的升高而下降,随轴向载荷的增加而升高。     

喷雾发动机性能分析

为了分析喷雾发动机的推进性能,采用双流体模型,对喷管内雾状气液两相流场进行了数值模拟,并根据计算结果及运行环境参数,求得发动机推力及推进效率.重点研究了入口压力,气相、液相质量流率,喷管半收缩角,液滴直径,船速等参数对发动机推力及推进效率的影响.结果表明:推力随人口压力、气相质量流率的增大而增大,推进效率随其增大而减小;推力及推进效率均随着液相质量流率的增大而增大,随着喷管半收缩角及液滴直径的增大而减小;当船速逐渐增大时,推力逐渐减小,推进效率却逐渐增大.     

船舶中间轴承修理和轴承座的定位

以船舶中间轴承修理，采用负荷校中定位轴承座的工程为例，详细介绍了中间轴承修理过程。依据负荷称重和轴系校中经验对中间轴承座定位的方法，实践证明，此方法实用可靠。     

船舶推进轴系振动对轴承承载特性的影响

本文以某实际船舶推进轴系为研究对象,计入螺旋桨激振力大小和频率的影响,获得推进轴系发生振动时径向滑动轴承的承载状态,推导了径向润滑轴承承载力及液膜刚度的计算表达式,分析了螺旋桨激振力引起的推进轴系振动对径向润滑轴承承载特性的影响。结果表明,螺旋桨激振力会导致径向润滑轴承承载力及液膜刚度产生周期性的波动,不同加载频率前提下轴承承载特性表现各异,且重载条件下轴承承载特性的波动更为明显,必须合理设计轴承以提高轴承的承载能力,进而保证整个推进轴系的运行稳定性。     

大型静力轴承的铸造工艺

厚大断面球墨铸铁件铸造目前仍然是技术难度很大的问题，文中通过静力轴承的工艺设计，运用均衡凝固技术，介绍了浇注系统，冷铁的应用，以及短，薄，宽冒口颈的应用，成功铸造出厚大断面的球墨铸铁件。     

船舶集成式推力轴承减振器研究与应用

针对轴系纵向振动引起的船舶尾部振动噪声问题,提出通过集成式推力轴承减振器控制轴系纵向振动的方法,研究减振元件的刚度特性和应用减振器后轴系试验台架的振动特性。结果表明,设计的减振碟簧组刚度稳定,轴系应用该集成式推力轴承减振器后,一阶纵振固有频率偏移明显,轴系振动响应大幅衰减,提出的集成式推力轴承减振器可有效隔离螺旋桨激励振动向船体结构的传递。     

船舶集成式推力轴承减振器研究与应用

针对轴系纵向振动引起的船舶尾部振动噪声问题,提出通过集成式推力轴承减振器控制轴系纵向振动的方法,研究减振元件的刚度特性和应用减振器后轴系试验台架的振动特性。结果表明,设计的减振碟簧组刚度稳定,轴系应用该集成式推力轴承减振器后,一阶纵振固有频率偏移明显,轴系振动响应大幅衰减,提出的集成式推力轴承减振器可有效隔离螺旋桨激励振动向船体结构的传递。     

PVD轴瓦溅射工艺研究

研究目的是为进口柴油机的国产化提供磁控溅射的PVD轴瓦。PVD(Physical Vapor Deposition物理气相沉积)轴瓦属于第四代轴瓦,其特点是用磁控溅射的方法在轴瓦基材的内表面上生成镍栅层(阻挡层)和具有优异性能的铝合金减摩层(跑合层、滑动层),这是研制PVD轴瓦的重点和难点。通过反复试验,得出了影响溅射膜层附着强度、沉积速度、维氏硬度、减摩层断面微观形貌等性能的有关参数的优化值并确定了工艺流程。铝合金减摩层的组分含量、附着强度、维氏硬度等性能达到或优于图纸要求。铝合金减摩层断面微观形貌及软锡(Sn)相颗粒直径和分布状态等性能达到外同类产品或文献报道的水平。     

艉轴承载荷分布影响因素研究

为解决某船艉轴架赛龙轴承异常磨损问题,文章应用有限元方法建立艉轴、艉轴承及轴承衬套接触模型,研究轴承斜度与长度对轴承载荷分布的影响。结果表明,在一定条件下,轴承斜度对轴承载荷分布的影响十分明显,且轴承加长可进一步有效增加实际接触面积,降低局部峰值压力,改善轴承及轴承衬套的磨损状况。     

海上密实碎石土持力层钢管桩沉桩及承载特性试验研究

由于缺乏海相密实碎石土持力层中钢管桩的工程实例及研究，依托秘鲁某港口工程，研究碎石土持力层中钢管桩的沉桩及承载特性。在国内开展模拟试验，获得模拟沉桩参数后，进行沉桩可打性分析及完善施工策划，随后在现场进行试沉桩、高应变和静载试验并测试侧阻力与端阻力。结果表明：开口钢管桩在进入密实碎石土持力层后，其承载力、单位面积侧阻力和端阻力将随入土深度增加而增大，但增大幅度会逐渐减小；但在进入持力层1 m后沉桩变得困难，此后碎石土的单位面积端阻力将逐渐稳定，其单位面积极限端阻力不小于10.5 MPa；钢管桩的端阻力主要由桩端阻力提供，土塞承载力提供的反力较小，开口管桩土塞系数取相对低值。     

材料和衬套厚度对水润滑阶梯腔尾轴承力学性能有限元分析

建立不同材料和不同衬套厚度的水润滑阶梯腔动静压尾轴承三维实体模型,并用Workbench软件进行有限元力学性能分析.结果表明:轴承材料和衬套厚度对尾轴承的力学性能有比较大的影响.当尾轴承的外圈材料是45#钢,衬套材料为硬橡胶时,轴承具有较好的柔性和最优的力学性能;在设计尾轴承结构时,橡胶层厚度选为20 mm,则不仅具有较好的力学性能,而且还能够节省成本.     

材料和衬套厚度对水润滑阶梯腔尾轴承力学性能有限元分析

建立不同材料和不同衬套厚度的水润滑阶梯腔动静压尾轴承三维实体模型,并用Workbench软件进行有限元力学性能分析。结果表明:轴承材料和衬套厚度对尾轴承的力学性能有比较大的影响。当尾轴承的外圈材料是45#钢,衬套材料为硬橡胶时,轴承具有较好的柔性和最优的力学性能;在设计尾轴承结构时,橡胶层厚度选为20 mm,则不仅具有较好的力学性能,而且还能够节省成本。