基于流热固耦合的止推轴承仿真与实验研究.docx

基于流热固耦合的止推轴承仿真与实验研究
标题：基于流热固耦合的止推轴承仿真与实验研究
摘要：
止推轴承是机械设备中常用的一种关键部件，其性能对整个系统的稳定性和可靠性有着重要的影响。本文研究了基于流热固耦合的止推轴承的仿真与实验，并对其性能进行了详细分析。通过建立轴承的数学模型，并采用有限元方法进行了仿真分析，包括温度场分布、热应力分布等方面的研究。同时，本文还设计了相应的实验装置进行实验验证，对比仿真结果和实验结果，验证了仿真模型的准确性和可靠性。
关键词：止推轴承，流热固耦合，仿真，实验
1.引言
止推轴承是一种常用于大型机械设备的关键部件，它可以承受轴向方向的力，并转换为载荷。然而，在实际应用中，由于其工作条件的限制，止推轴承常常面临着高温和高载荷等复杂工况的挑战。因此，研究止推轴承的流热固耦合问题对于提高其工作性能和寿命具有重要意义。
2.流热固耦合数学模型的建立
首先，本文对止推轴承进行了几何模型的构建，并基于流体流动和热传导的原理，建立了流热固耦合的数学模型。通过对轴承内部流体流动和材料热传导的分析，得到了流体流动方程和热传导方程，并考虑了边界条件和初始条件。
3.仿真分析
基于建立的数学模型，本文采用有限元方法对止推轴承进行了仿真分析。首先，我们对轴承内部的温度场进行了分析，得到了温度分布的模拟结果。然后，我们研究了轴承内的热应力分布，并分析了热应力对轴承性能的影响。
4.实验设计与验证
为了验证仿真结果的准确性和可靠性，本文设计了相应的实验装置进行实验研究。通过在实验装置中模拟轴承的工作环境，我们测量了轴承的温度分布和热应力分布，并与仿真结果进行对比。实验结果表明，仿真模型能够准确地预测轴承的温度和热应力分布，并验证了仿真模型的可靠性。
5.结果与讨论
通过对仿真结果和实验结果的分析，本文得出了以下结论：基于流热固耦合的止推轴承仿真模型能够准确地预测轴承的温度和热应力分布；温度对轴承性能具有重要影响，高温环境下轴承的热应力增加，可能导致轴承失效。
6.结论
本文基于流热固耦合的止推轴承仿真与实验研究，通过建立数学模型和实验验证，对轴承的温度分布和热应力分布进行了详细分析。研究结果为进一步优化轴承设计和提高轴承性能提供了理论依据，并具有实际应用价值。
参考文献：
[1]林昱,邹敏.基于CAE技术在止推轴承传热分析中的应用[J].西安工业大学学报,2017,37(04):335-340.
[2]姚继源,骆政春,喻梅,等.止推轴承动力特性及热特性仿真研究[J].南京工业大学学报(自然科学版),2019,41(01):14-19.
[3]廖家峰,刘洪财,王莉,等.基于流固耦合的动态止推轴承温度场研究[J].润滑与密封,2015(01):41-45.