【技术实现步骤摘要】
【】本专利技术属于航空燃油泵，具体涉及一种变步长的航空燃油泵滑动轴承多场耦合润滑特性分析方法。
技术介绍
0、
技术介绍
1、滑动轴承是航空燃油泵的支撑和定位部件，对燃油泵的寿命影响很大，对航空发动机燃油泵滑动轴承多场耦合的动静压润滑分析进行研究具有重要的背景和意义。
2、在滑动轴承动静压润滑分析方面，有些采用cfd仿真技术对油膜压力进行分析，这一方法的计算耗时较大，且没有考虑空化、温升、变形等因素的影响。有些建立了轴承分析油膜压力的数值分析模型，然而该方法只是求解了雷诺方程，没有考虑其它因素的影响。有些提出了一种考虑空化和变形的弹流润滑模型，但没有将温度的影响考虑进去。除了计算油膜压力的数值方法之外，有些方法设计了多种测量油膜压力或温度的装置，然而这种实验方法往往需要的耗材较多、花费和时长也比较多。
技术实现思路
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技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种变步长的航空燃油泵滑动轴承多场耦合润滑特性分析方法，以解决现有滑动轴承多场耦合润滑特性分析过程中计算区域划分困难、考虑不全面和计算耗时等问题。
2、本专利技术采用以下技术方案：变步长的航空燃油泵滑动轴承多场耦合润滑特性分析方法，包括以下内容：
3、s1、确定待分析滑动轴承的油膜压力和温度的计算区域，并确定离散网格数；利用轴承口压力和轴承出口压力来确定油膜的初始压力；
4、s2、基于所述计算区域，推导计入jfo边界的广义雷诺方程的差分方程，推导控制
5、s3、求解所述广义雷诺方程的差分方程和能量方程的差分方程，分别得到压力分布p和温度分布t：
6、如果压力分布p和温度分布t满足精度要求，则输出压力分布p和温度分布t；
7、否则，基于压力分布p，计入待分析滑动轴承的轴承和轴颈的弹性变形来更新润滑油的油膜厚度，并将更新后的所述油膜厚度返回至所述广义雷诺方程的差分方程中重新计算更新后的压力分布；基于温度分布t，采用温粘公式更新润滑油的粘度，并将更新后的润滑油粘度返回至所述能量方程的差分方程中重新计算更新后的温度分布；直到更新后的压力分布和更新后的温度分布数据满足精度要求，则输出更新后的压力分布和更新后的温度分布。
8、进一步的，s1中确定计算区域的具体过程为：
9、以周向坐标θ、轴向坐标z和径向坐标y建立笛卡尔坐标系；
10、根据所述待分析滑动轴承的进口区域的周向区间[p1，p2]，将周向区间划分为三段：网格数为n1的区间[0，p1]、网格数为n2的区间[p1，p2]和网格数为n3的区间[p2，2π]；
11、根据所述待分析滑动轴承的进口区域的坐标区间[b1，b2]，将轴向区间划分为三段：网格数为m1的区间[0，b1]、网格数为m2的区间[b1，b2]和网格数为m3的区间[b2，b]；其中，b为轴承宽度；
12、所述待分析滑动轴承的径向区间为网格数为l的等步长网格；
13、则，周向总网格数为n1+n2+n3-2，轴向总网格数为m1+m2+m3-2，径向总网格数为l。
14、进一步的，计算待分析滑动轴承的初始油膜厚度h的公式为：
15、h＝c(1+εcos(θ-ψ))，
16、其中，c为半径间隙，ε为偏心率，θ为周向坐标，ψ为偏位角。
17、进一步的，s2中计入jfo边界条件的广义雷诺方程为：
18、
19、式中，表示密度比变量，油膜压力可由θ计算：
20、p＝pc+gβ1nθ，
21、其中，g为气穴因子：
22、μ为润滑油粘度，ub为轴承周向速度，us为轴颈周向速度，wb为轴承轴向速度，ws为轴颈轴向速度，β为润滑油体积模量，r为轴颈半径。
23、进一步的，s2中忽略沿轴向和切向的热传导，则控制油膜温度的能量方程简化为：
24、其中，t为待求润滑油膜温度，vθ为润滑油的周向速度，vy为润滑油的径向速度、vz为润滑油的轴向速度，cf为比热容，kf为导热系数，ρ为润滑油密度，μ为润滑油粘度。
25、进一步的，s3中采用有限差分法离散所述计入jfo边界的广义雷诺方程的方法为：
26、采用二阶中心差分格式离散雷诺方程的对流项和用二阶中心差分格式离散雷诺方程的压力流项和将对流项的差分格式和二阶中心差分格式代入到计入jfo边界的广义雷诺方程中，得到计入jfo边界的广义雷诺的差分方程。
27、进一步的，采用有限差分法离散控制润滑油温度的能量方程的方法为：
28、采用一阶迎风格式离散温度的周向偏导采用一阶迎风格式离散温度的轴向偏导采用中心差分格式离散温度的径向偏导和将一阶迎风格式和中心差分格式代入到能量方程，得到能量方程的差分方程。
29、进一步的，s3中，更新润滑油的油膜厚度的公式为：
30、h＝c(1+εcos(θ-ψ))+δb+δs，
31、其中，δb和δs分别为待分析滑动轴承的内表面和轴外表面的弹性变形。
32、本专利技术的有益效果是：本专利技术方法采用变步长的有限差分方法离散计入jfo边界的广义雷诺方程和能量方程，而后采用超松弛迭代法求解离散方程，并考虑轴承和轴瓦的弹性变形以更新油膜厚度。该方法使用变步长法能快速确定油膜压力和温度的各个区域的离散网格，适用超松弛迭代法能够快速求解油膜的压力和温度分布。该方法同时考虑了空化、温度和弹性变形对航空燃油泵滑动轴承的润滑特性影响。基于本申请的计算方法能够得到润滑油膜的压力分布和温度分布，进一步能够计算轴承润滑性能。
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1.变步长的航空燃油泵滑动轴承多场耦合润滑特性分析方法，其特征在于，包括以下内容：
2.如权利要求1所述的变步长的航空燃油泵滑动轴承多场耦合润滑特性分析方法，其特征在于，所述S1中确定计算区域的具体过程为：
3.如权利要求1或2所述的变步长的航空燃油泵滑动轴承多场耦合润滑特性分析方法，其特征在于，计算待分析滑动轴承的初始油膜厚度h的公式为：
4.如权利要求3所述的变步长的航空燃油泵滑动轴承多场耦合润滑特性分析方法，其特征在于，所述S2中计入JFO边界条件的广义雷诺方程为：
5.如权利要求3所述的变步长的航空燃油泵滑动轴承多场耦合润滑特性分析方法，其特征在于，所述S2中忽略沿轴向和切向的热传导，则控制油膜温度的能量方程简化为：
6.如权利要求4所述的变步长的航空燃油泵滑动轴承多场耦合润滑特性分析方法，其特征在于，所述S3中采用有限差分法离散所述计入JFO边界的广义雷诺方程的方法为：
7.如权利要求5所述的变步长的航空燃油泵滑动轴承多场耦合润滑特性分析方法，其特征在于，采用有限差分法离散控制润滑油温度的能量方程的
8.如权利要求6或7所述的变步长的航空燃油泵滑动轴承多场耦合润滑特性分析方法，其特征在于，所述S3中，更新润滑油的油膜厚度的公式为：
...【技术特征摘要】
1.变步长的航空燃油泵滑动轴承多场耦合润滑特性分析方法，其特征在于，包括以下内容：
2.如权利要求1所述的变步长的航空燃油泵滑动轴承多场耦合润滑特性分析方法，其特征在于，所述s1中确定计算区域的具体过程为：
3.如权利要求1或2所述的变步长的航空燃油泵滑动轴承多场耦合润滑特性分析方法，其特征在于，计算待分析滑动轴承的初始油膜厚度h的公式为：
4.如权利要求3所述的变步长的航空燃油泵滑动轴承多场耦合润滑特性分析方法，其特征在于，所述s2中计入jfo边界条件的广义雷诺方程为：
5.如权利要求3所述的变步长的航空燃油泵滑动轴承...
【专利技术属性】
技术研发人员：洪方琦，符江锋，魏鹏飞，刘显为，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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