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柱面气膜密封动力特性系数的数值计算
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:机械工程学报
  • 时间:2013.3.3
  • 页码:55-62
  • 分类:V233[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京100191
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51075018).
  • 相关项目:浮动自适应型柱面—端面组合气膜密封系统理论与试验研究
中文摘要:

针对柱面气膜密封系统动态特性分析问题,应用微扰线性化分布参数法建立密封气膜的微扰动态压力微分方程组,给出柱面气膜密封双自由度微扰下密封气膜的动态刚度和动态阻尼系数的计算方法;建立密封气膜的8个动态刚度、阻尼系数的有限元分析模型,给出有限元数值仿真计算流程和方法;通过算例验证数值计算模型和求解方法的正确性并重点研究可压缩数和平均膜厚对气膜动特性系数的影响。以柱面顺流螺旋槽带坝界面结构为例计算密封气膜各项动特性系数并给出不同条件下的变化规律曲线,气膜的正向刚度系数和正向阻尼系数呈现较为复杂变化状况,交叉刚度系数和交叉阻尼系数呈现轴对称特性。密封气膜动特性系数数值计算为稳定性分析提供了基础,为密封系统设计提供了指导。

英文摘要:

Aiming at the dynamic analysis of gas film cylinder seal, the dynamic pressure differential equations of gas film are established by means of the linear perturbation method. A calculation method of dynamic stiffness and dynamic damping coefficients of a gas cylinder seal suffering small perturbations under two degrees of freedom is presented. The finite element analysis model of eight dynamic coefficients of gas film cylinder seal is established and the finite element numerical calculation process and method is presented. The model and the numerical method are proved to be correct through the computational example and a parametric study is performed to gauge the influence of the compressibility number and the average thickness of gas film to the dynamic coefficients. For downstream spiral-grooved gas film cylinder seal, the dynamic coefficients are obtained and the characteristic curves of the coefficients under different conditions are plotted. The direct stiffness and damping coefficients present a more complex variation, while the cross-coupled stiffness and damping coefficients are axisymmetric. The calculated results of the dynamic coefficients are helpful to the stability analysis of a gas cylinder seal and a guidance is provided for the design of the gas cylinder seal.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603