水润滑橡胶合金轴承的瞬态动力学仿真分析及试验研究

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1、水润滑橡胶合金轴承的瞬态动力学仿真分析及试验研究重庆大学硕士学位论文（专业学位）学生姓名：邱茜指导教师：王家序教授学位类别：工程硕士（机械工程领域）重庆大学机械工程学院二O一五年五月TransientDynamicsSimulationAnalysisandExperimentalResearchonWaterLubricationRubberAlloyBearingAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementforth

2、eProfessionalDegreeByQiuqianSupervisedbyProf.WangJiaxuSpecialty:MechanicalEngineeringFieldCollegeofMechanicalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay2015中文摘要摘要本课题来源于国家自然基金面上项目“大尺寸水润滑橡胶合金轴承振动噪声机理与可靠性研究”（51175521）。水润滑橡胶合金轴承的可靠性、振动性、噪声及能耗水平等直接影响船舰的安全、寿命与效

3、率。论文以船舶中常用的水润滑橡胶合金轴承为研究对象，采用ABAQUS/Explicit模块对不同工况条件和几何结构的轴承系统进行瞬态动力学分析，研究轴承系统的振动特性及摩擦噪声。论文首先根据规格为40mm×60mm×80mm的水润滑橡胶合金轴承实际尺寸作为基准，基于ABAQUS的Explicit模块，建立了轴承系统的显式动力学仿真模型，并通过橡胶合金材料的硫化试验和力学拉伸试验获得了有限元分析中所需要的橡胶合金Mooney-Rivlin材料参数。其次，论文根据水润滑橡胶合金轴承实际工作情况，研究了在低速重载情况下不同摩擦

4、系数、载荷、线速度、水槽半径及水槽数量对轴承系统振动噪声的影响。结果表明，摩擦系数和载荷对轴承系统的振动及噪声影响较大，随着摩擦系数和载荷的增大，轴承系统的振动增大，也更容易出现带有尖叫的摩擦噪声；随着线速度的增大，轴承系统的振动增大，但是线速度对系统振动峰值频率影响较小。不同轴承结构对轴承系统振动特性影响较大，随着水槽半径增大和数量增多，轴承系统的振动减小，振动峰值频率减小，系统趋于稳定。最后，对水润滑橡胶合金轴承进行了润滑状态测试试验和摩擦振动测试试验，讨论水润滑橡胶合金轴承在不同工况下的润滑状态，以及轴承系统从混合

5、润滑至边界润滑时的临界速度。对比分析了不同线速度下，水润滑橡胶合金轴承的摩擦振动噪声特性，试验结果与仿真分析结果吻合，表明运用瞬态动力学方法研究水润滑轴承的振动噪声具有一定的合理性，分析结果有较强参考性。关键词：水润滑橡胶合金轴承，摩擦，振动，噪声，瞬态动力学分析I英文摘要ABSTRACTThisresearchsubjectoriginatesfromtheStateNaturalSciencesFoundationGeneralProjects“Researchofthevibrationandnoisemechan

6、ismandreliabilityonthelarge-sizewaterlubricatedrubberalloybearing”(51775521).Thepropertiesofvibration,noisereductionandenergysavingaswellasbeingabletooperatesafelyandreliablyofthelarge-sizewaterlubricatedrubberalloybearingdirectlyinfluencetheefficiency,safetyandd

7、urabilityofships.Thisarticlefocusesonthewaterlubricatedrubberalloybearingusedinship,usingtheExplicitmoduleofABAQUStomaketransientdynamicanalysisofbearingsystemunderdifferentworkingconditionsandgeometricstructures,subsequentlyresearchingonthevibrationandnoiseoffri

8、ctionbearingsystems.Firstly,basedontherealsizeofthe40mm*60mm*80mmwaterlubricatedrubberalloybearing,ExplicitmoduleofABAQUSisusedtobuildtheexplicitdynamicssimula