[發(fā)明專利]一種彈性環(huán)式擠壓油膜阻尼器的流固耦合計(jì)算模型

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• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113935207A
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張學(xué)寧;胡文穎;張生光;陳霞
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空發(fā)動機(jī)研究院
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F119/14
• 代理公司: 北京鼎承知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11551
• 代理人: 夏華棟;顧可嘉

1.一種彈性環(huán)式擠壓油膜阻尼器的流固耦合計(jì)算模型，其特征在于，包括:

忽略沿油膜徑向間隙方向壓力的變化，將流體域中流體的三維模型簡化為二維模型；采用雷諾方程建立流體域的油膜壓力和油膜厚度之間的油膜控制微分方程；

將固體域中彈性環(huán)每個環(huán)段的三維結(jié)構(gòu)模型轉(zhuǎn)化為一維結(jié)構(gòu)的梁模型，根據(jù)撓曲線微分方程建立彈性環(huán)段對應(yīng)的彈性環(huán)變形控制方程；

根據(jù)周向邊界條件和軸向邊界條件確定油膜壓力的邊界條件方程；

根據(jù)油膜控制微分方程、彈性環(huán)變形控制方程和邊界條件方程形成計(jì)算模型。

2.如權(quán)利要求1所述的彈性環(huán)式擠壓油膜阻尼器的流固耦合計(jì)算模型，其特征在于，油膜壓力和油膜厚度之間的油膜控制微分方程包括內(nèi)油膜壓力與內(nèi)油膜厚度之間的控制微分方程、外油膜壓力與外油膜厚度之間的控制微分方程；其中，

內(nèi)油膜壓力與內(nèi)油膜厚度之間的控制微分方程是：

式中，R_i表示中層內(nèi)油膜的半徑，p_i(θ,z,t)表示內(nèi)油膜壓力，h_i(θ,z,t)為內(nèi)油膜厚度，r(θ,z,t)為彈性環(huán)的變形函數(shù)，Ω表示軸頸渦動的角速度，μ表示油的粘度，θ和z分別表示周向和軸向坐標(biāo)，t表示時(shí)間；

外油膜壓力與外油膜厚度之間的控制微分方程是：

式中，p_e(θ,z,t)表示外油膜的壓力，h_e(θ,z,t)為外油膜的厚度，R_e表示中層外油膜的半徑。

3.如權(quán)利要求1所述的彈性環(huán)式擠壓油膜阻尼器的流固耦合計(jì)算模型，其特征在于，油膜壓力和油膜厚度之間的控制微分方程中：

內(nèi)油膜厚度h_i(θ,z,t)通過以下函數(shù)獲得：

表示內(nèi)油膜段的初始設(shè)計(jì)間隙，r(θ,t)為彈性環(huán)的彈性變形，x(t)和y(t)分別表示轉(zhuǎn)子軸頸在徑向平面內(nèi)沿著兩個坐標(biāo)軸方向的位移，Ω為轉(zhuǎn)子軸頸的渦動角速度；

外油膜厚度h_e(θ,z,t)通過以下函數(shù)獲得：

表示外油膜的初始設(shè)計(jì)間隙。

4.如權(quán)利要求3所述的彈性環(huán)式擠壓油膜阻尼器的流固耦合計(jì)算模型，其特征在于，彈性環(huán)的彈性變形r(θ,t)通過以下函數(shù)獲得：

描述的是柱坐標(biāo)下彈性環(huán)變形的空間形態(tài)，通過彈性環(huán)段對應(yīng)的彈性環(huán)變形控制方程獲得，表示彈性環(huán)段的時(shí)間形態(tài)函數(shù)。

5.如權(quán)利要求3所述的彈性環(huán)式擠壓油膜阻尼器的流固耦合計(jì)算模型，其特征在于，轉(zhuǎn)子軸頸在徑向平面內(nèi)沿著兩個坐標(biāo)軸方向的位移x(t)和y(t)通過以下函數(shù)獲得：

x(t)＝A_rcos(Ωt)

y(t)＝A_rsin(Ωt)

式中，A_r表示振動的復(fù)振幅，包含幅值和相位信息。

6.如權(quán)利要求1所述的彈性環(huán)式擠壓油膜阻尼器的流固耦合計(jì)算模型，其特征在于，彈性環(huán)段對應(yīng)的彈性環(huán)變形控制方程是：

式中，η為沿著彈性環(huán)段切向的局部坐標(biāo)，是彈性環(huán)段局部坐標(biāo)下的空間形態(tài)函數(shù)，M(η)是彈性環(huán)段η處的彎矩，E為彈性環(huán)段的彈性模量，I為彈性環(huán)段的截面慣性矩。