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动压止推轴承流-热-固双向耦合分析

止推轴承；流-热-固双向耦合；热特性；静特性

      本文以气体动压止推轴承为研究对象，通过建立三维流-热-固双向耦合仿真(FTSI)模型，分析了止推轴承气膜间隙内气动热和气膜压力共同作用下，轴承结构发生热、弹变形与轴承静、热特性相互耦合作用的变化规律，研究了止推轴承气膜压力、温度与轴承变形量分布特点，对比了转子转速对承载力、气膜压力、轴承温度及箔片变形量等主要参数的影响，并与不考虑箔片变形轴承模型下的静特性差异进行了对比，研究结果表明：气膜在径向近出口侧出现高温区，在轴向上有明显温度分层，起始段进出口两侧气膜出现低温区，并呈半月状分布特征；止推轴承各元件在气膜温度和压力作用下发生不均匀变形，平直段的顶箔向上翘曲，倾斜段近气膜出口侧则向下弯沉，箔片最大变形区与高温区重合，最大变形量达6.997μm，且随着转速提高，轴承最大变形量上升，不均匀变形差异加剧；较原始未变形状态而言，止推轴受热变形与弹性变形综合影响，气膜压力提升，最大气膜压力位置发生周向移动，冷却效果增强，气膜温度最大下降20.9K，承载力最大上升35.6%。