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波箔轴承的发展和研究表明,波箔片结构与波箔轴承性能有着错综复杂的关系,分离式波箔轴承的波箔片沿周向裁剪成条状,使其轴向上有着不同的刚度特性。通过结构上的调整,轴承能够有效抑制轴端气体泄漏,提高其性能。 将分离式波箔轴承波箔片简化成梁-杆单元,平箔片用板单元描述,利用这些模型可以计算箔片变形,从而得到箔片的刚度特性。计算结果表明,增加波箔片和平箔片之间的摩擦系数,能够更有效地获得阻尼和更高的刚度。增加波纹高度或厚度,以及减少波纹长度或波距都可以导致刚度的增加。除了几何参数引起波箔片刚度增加以外,载荷分布也对波箔片刚度有着极大的影响。随着压力的增加,相邻波纹间的平箔片会局部凹陷。 对波箔轴承的结构刚度进行实验研究,在不同箔片结构和材料情况下,对载荷与变形的关系进行测试,静态测量数据显示,变形与载荷的关系取决于静态载荷相对于固定端的位置。实验结果还表明,波箔轴承结构位移和载荷关系是非线性的。 在考虑润滑气体的可压缩性和箔片的弹性变形的情况下,对分离式波箔轴承的静态性能进行了分析。在一个较大的运转速度范围内,求得了一系列的分离式波箔轴承的静态性能特征,包括气膜压力、气膜形状、承载力以及偏位角等。通过比较,分离式波箔轴承比整体式波箔轴承拥有更高的承载力。 本文对波箔轴承动态系数实验进行了设计,其动态系数的识别方法是基于两个连续作用的激振器产生的周期性激振力和对快速傅里叶转换的使用。