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随着机械向高速、高精密方向的发展,机械设备对轴承的应用要求愈加严格。油膜的工作特性决定了轴承的润滑性能和承载性能,尤其温升和空化现象对轴承的稳定性和使用寿命具有重要影响。本文以径向滑动轴承为研究对象,通过Gambit软件建立不同结构轴承的数学模型并进行网格的划分,利用Fluent两相流模型,分析了层流与湍流工况下的油膜特性,得到了油膜压力、承载力、油膜温度、气穴体积分数、气穴形状、气穴面积和气穴体积的分布规律,为滑动轴承油膜润滑性能的改善以及提高轴承承载性能和油膜稳定性提供了可靠依据。具体内容如下: 首先,建立不同结构形状的轴承油膜模型,采用SIMPLEC压力速度耦合算法对模型进行研究,并验证了模型算法的正确性与可行性。 其次,分析了滑动轴承在层流和湍流工况时的油膜静特性,得到了进油压力、润滑油粘度、轴颈转速、润滑油中非凝结气体质量分数、偏心率和空化压力对油膜静压力峰值、承载力和气穴区参数的影响规律。 再次,计入粘温效应,对比分析了等粘度和变粘度条件下,油膜静压力峰值、承载力以及气穴区参数的差异,指出了考虑粘温效应对轴承性能分析的必要性。 最后,针对螺旋油槽滑动轴承,研究了该结构下的气穴形状和气穴分布规律,分析了进油压力、润滑油粘度和轴颈转速对气穴产生、消失位置的影响。研究表明:进油压力、转速和润滑油粘度的变化对气穴的产生位置没有影响,对气穴的消失位置有较大影响。高粘度、大转速和低进油压力时,气穴效应增强,增大了气穴的存在范围,延迟了气穴的消失,从而使得气穴的消失位置更加滞后。