考虑轴颈同步涡动的转子-轴承系统热效应分析

余承智; 刘阳; 袁奇; 王龙; 冀大伟

西安交通大学学报 ›› 2025, Vol. 59 ›› Issue (2) : 95 -105+126.

余承智, 刘阳, 袁奇, 王龙, 冀大伟

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摘要

为揭示转子-轴承系统在不同涡动状态下的产热机理，明确不同涡动状态下的轴颈温度分布特性，提出了一种考虑轴颈同步涡动的转子-轴承系统热效应分析方法。以热效应分析模型为基础，借助C++语言编写用户自定义函数(UDF)引入了温度-黏性模型，采用基于结构化网格的非定常动网格更新方法，实现了同步涡动时轴颈中心的自动迭代。通过算例验证并与Kucinschi实验结果对比，证明了提出的数学模型和求解方法的有效性，探究了轴颈在3种涡动轨迹下，偏心率、同步涡动频率、涡动幅值对轴颈周向温度及压力分布特性的影响。结果表明：当轴颈偏心率固定为0.5、同步涡动频率从50 Hz增大至200 Hz时，直线轨迹下周向温差最大，其与圆轨迹和椭圆轨迹下周向温差的最大相对偏差分别达到了11.51%和14.01%;当轴颈涡动频率固定为159.17 Hz、偏心率从0.1升至0.5时，直线轨迹下的周向温差最大，其与圆轨迹和椭圆轨迹的周向温差的相对偏差均在10%～25%之间；轴颈周向温度分布与油膜黏性剪切力分布具有相位差。研究可为抑制转子热致同步振动失稳提供理论参考。