气动止推轴承非线性特性分析与优化

耿祥, 应华, 王升科, 王凤云, 谢元豪, 赵林亭

doi:10.13951/j.cnki.37-1213/n.230801

烟台大学学报（自然科学与工程版） ›› 2025, Vol. 38 ›› Issue (1) : 110 -117. DOI: 10.13951/j.cnki.37-1213/n.230801

气动止推轴承非线性特性分析与优化

耿祥, 应华, 王升科, 王凤云, 谢元豪, 赵林亭

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摘要

为解决现有装配在某型燃料电池空气压缩机上的气体动压止推轴承承载力与稳定性不足的问题，以现有的波箔式气动止推轴承为基础，自主设计搭建气体动压止推轴承测试试验台，通过实验测试与数值分析，结合ANSYS与MATLAB工具对不同波箔结构的止推轴承整体刚度阻尼特性进行分析研究。结果表明，轴承整体刚度随着加载力的增加，会发生持续变化，呈现出极强的非线性；波箔厚度对波箔刚度有较大的影响，随波箔厚度增加，波箔刚度增大；不同材料弹性模量不同，对波箔刚度也有较大影响；影响波箔刚度特性的主要是波高与单位波长，波与波之间的过渡方式对波箔刚度影响不大。通过ANSYS建立的仿真模型与通过MATLAB拟合获得的刚度模型均能较好地反映轴承性能，可以为后续的轴承改进提供参考。