液体静压润滑有限元计算方法及分析

国外学者们的专著主要集中于对流体进行系统理论研究，对于利用有限元、CFD等方法对具体对象进行计算，并对结果进行研究与分析的较少见。在基础研究方面，国内外学者们的专著尚缺乏对于利用有限元对液体静压润滑的静动态特性进行重点研究，鉴于此，本书将聚焦于利用有限元对液体静压支承静动态特性进行有限元计算，并对计算结果进行详细研究与分析。

本书内容主要基于国家自然科学基金项目取得的成果。本书利用有限元计算方法对液体静压支承静动态特性进行了详细介绍，给出了编写计算机程序的整体思路，并对计算结果进行了详细研究与分析。这可提高读者对液体静压支承润滑机理的认识，也可使读者更加清晰地了解流体力学有限元计算方法的基本理论，还可提升编程能力。本书可作为计算力学和计算数学工作者、机械工程专业本科生或研究生及相关专业师生的教材或参考用书，也可作为流体力学基础理论研究人员及相关工程技术人员的参考用书。

黄禹，教授、博士生导师，华中科技大学，制造装备数字化国家工程研究中心副主任，中国机械工程学会程学会机械工业自动化专委会委员，中国光学学会激光加工专委会委员，湖北省机械工程学会机械工业自动化专委会理事长。

第1章 液体静压润滑基础知识
1.1 润滑油的主要性质
1.1.1 激光焊接介绍
1.1.1 密度和重度
1.1.2 黏度
1.2 流体的流动性质
1.2.1 层流与紊流
1.2.2 雷诺数
1.3 牛顿定律及非牛顿流体
1.3.1 牛顿定律
1.3.2 非牛顿流体
1.4 流体动压形成原理
1.5 油液在平行平板、小孔、圆管、环形缝隙中的黏性流动
1.5.1 平行平板缝隙的黏性流体流动
1.5.2 圆台的黏性流体流动
1.5.3 环形缝隙内的黏性流体流动
1.6 液体静压润滑的节流器
1.6.1 节流器的工作原理
1.6.2 常用节流器
第2章 雷诺方程及其有限元计算方法
2.1 雷诺方程及广义雷诺方程
2.1.1 雷诺方程
2.1.2 广义雷诺方程
2.2 雷诺方程求解的边界条件
2.3 孔入式液体静压径向轴承压力控制方程
2.3.1 孔入式液体静压径向轴承结构及工况参数
2.3.2 油膜压力控制方程
2.4 孔入式液体静压径向轴承有限元计算方法
2.4.1 系统整体有限元方程
2.4.2 有限元求解雷诺方程的程序流程图
第3章 孔入式液体静压径向轴承静动态特性有限元计算方法及分析
3.1 液体静压润滑有限元静态特性参数计算方法
3.2 液体静压润滑有限元动态特性参数计算方法
3.3 孔入式液体静压径向轴承轴心稳态平衡位置的计算方法
3.4 孔入式液体静压径向轴承静动态特性分析
3.4.1 节流系数对油膜承载能力的影响
3.4.2 速度系数对油膜承载能力的影响
3.4.3 进油孔位置对油膜承载能力的影响
3.4.4 供油孔数量对油膜承载能力的影响
3.4.5 非对称结构对油膜承载能力的影响
第4章 孔入式液体静压径向轴承非线性稳定边界有限元计算方法及分析
4.1 油膜失稳机理及线性临界转速的计算
4.2 液体悬浮轴承轴心轨迹的计算方法
4.3 液体悬浮轴承线性与非线性轴心轨迹对比
4.4 液体悬浮轴承的非线性稳定性边界求解
4.5 液体悬浮轴承的非线性稳定性特性分析
4.5.1 孔入式液体静压径向轴承的设计参数对临界转速的影响规律
4.5.2 非线性稳定性边界与工况参数的关系
第5章 考虑粗糙度的孔入式液体静压径向轴承静动特性有限元计算方法及分析
5.1 考虑粗糙表面的孔入式液体静压径向轴承分析方法及其求解过程
5.1.1 粗糙表面研究方法
5.1.2 计入粗糙表面的孔入式液体静压径向轴承分析方法
5.1.3 考虑粗糙度的有限元计算方法
5.2 高斯分布粗糙表面对孔入式液体静压径向轴承静动态特性的影响
5.2.1 长宽比对考虑粗糙表面的孔入式液体静压径向轴承承载力的影响分析
5.2.2 表面粗糙度大小对孔入式液体静压径向轴承承载力的影响分析
5.2.3 粗糙表面对孔入式液体静压径向轴承静动态特性的影响分析
5.3 非高斯分布粗糙表面对孔入式液体静压径向轴承静动态特性的影响
5.3.1 非高斯分布粗糙表面模型分析
5.3.2 非高斯分布粗糙表面对孔入式液体静压径向轴承静动态特性的影响分析
第6章 考虑非牛顿和滑移的孔入式液体静压径向轴承静动特性有限元计算方法及分析
6.1 考虑壁面滑移的修正雷诺方程
6.2 考虑边界滑移的修正雷诺方程有限元计算方法
6.3 考虑边界滑移的静压支承静动特性分析
6.3.1 滑移面/无滑移面参数的优化设计
6.3.2 非牛顿效应与壁面滑移效应的相互作用
6.3.3 稳态条件下的静动态特性
第7章 液体静压导轨静动态特性有限元计算方法及分析
7.1 小孔节流矩形静压油垫有限元数值计算模型
7.1.1 小孔节流矩形静压油垫结构及工况参数
7.1.2 油膜压力控制方程
7.2 小孔节流矩形静压油垫网格划分
7.3 小孔节流矩形静压油垫静动态特性参数计算方法
7.4 小孔节流矩形静压油垫静动态特性分析
7.4.1 网格收敛性分析和计算模型验证
7.4.2 小孔节流矩形静压油垫压力分布对比分析
7.4.3 变倾角情况下，Fz、Mx、My、Q等静态参数随倾角的变化规律
7.4.4 变油腔深度情况下，Fz、Mx、My、Q等静态参数随油膜厚度的变化规律
7.4.5 变倾角情况下，Szz、Sθxθx、Sθyθy、Dzz、Dθxθx、Dθyθy等动态参数随油膜厚度的变化规律
7.4.6 变油腔深度情况下，Szz、Sθxθx、Sθyθy、Dzz、Dθxθx、Dθyθy等动态参数随油膜厚度的变化规律
参考文献