船用大型低速重载水润滑艉轴承微观界面润滑机理及结构优化设计研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11672178
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0706.转子动力学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Large-size, low-speed and heavy-duty marine water lubricated journal stern tube bearing is an important part of the ship's propulsion system. The mechanical properties of the bearing has an important influence on the dynamic response of the rotor system and the acoustic stealth of the ship. So far researches on water lubricated bearings are mainly based on the hydrodynamic lubrication (HL) theory or elasto-hydrodynamic lubrication (EHL) theory. However, due to the particularity in bearing material, structure and lubrication medium, the composite surface roughness of the bearing has the same order of magnitude as the film thickness under the condition of low speed and heavy load, asperities contacts between the journal and bushing surfaces are expected. It will change the fluid flow state of the micro-interface and thus lead to the failure of traditional theoretical analysis methods eventually. Faults frequently occur in engineering application due to the bearing designed according to traditional theory, and will seriously affect the normal service of the ship. Therefore, it is urgent to propose a new theoretical method to guide the design of such bearings. Addressed on the problem mentioned above, in-depth and systematic theoretical and experimental study on the micro-interface modelling method、lubrication states and mechanism on the micro-interface、 dynamic characteristics analysis and optimization of bearing-rotor coupled systems will be conducted in this proposal. Through the investigation, the micro-interface lubrication mechanism will be revealed. A set of theory and method for the optimum design for such bearings will be put forward. The study presented here can provide a solid theoretical support for the design and development of high efficiency and low noise marine water lubricated journal bearing.
大型低速重载水润滑艉轴承作为舰艇推进轴系的重要组成部分,其力学性能对轴系的动力学特性及舰艇的声隐身性有重要影响。目前国内外有关水润滑轴承的研究主要基于流体动力润滑或弹流润滑理论,但在低速重载工况下,因轴承在材料、结构及润滑介质等方面存在的特殊性,其润滑界面的综合表面粗糙度与水膜厚度已在同一数量级,轴颈和衬层表面微凸体在一定条件下将发生直接接触,改变了微观界面润滑状态,导致传统理论分析方法失效,基于传统理论设计的轴承在工程实际应用中故障频发,严重影响了舰船的正常服役,亟待提出新的理论方法指导该类轴承的工程设计。基于此,本课题拟重点就低速重载水润滑轴承微观界面力学建模与分析、轴承微观界面润滑状态与机理、轴承-转子系统耦合动力学特性分析与优化等开展系统深入的理论和试验研究,通过研究揭示水润滑轴承微观界面润滑机理,提出新的水润滑轴承优化设计理论和方法,为高效低噪水润滑轴承的设计提供坚实的理论支撑。

结项摘要

目前国内外有关水润滑轴承的研究主要基于流体动力润滑或弹流润滑理论,但在低速重载工况下,因轴承在材料、结构及润滑介质等方面存在的特殊性,其润滑界面的综合表面粗糙度与水膜厚度已在同一数量级,轴颈和衬层表面微凸体在一定条件下将发生直接接触,改变了微观界面润滑状态,导致传统理论分析方法失效,基于传统理论设计的轴承在工程实际应用中故障频发,严重影响了舰船的正常服役,亟待提出新的理论方法指导该类轴承的工程设计。本课题建立了水润滑轴承微观界面力学建模分析方法及其在轴承微观界面润滑机理分析中的应用,研究了不同工况下水润滑轴承润滑状态的转变及其润滑界面力学性状,阐述了润滑界面特征参数随表面形貌参数变化的演化规律;建立了考虑轴颈倾斜、轴承弹性变形、表面形貌及微凸峰接触的轴承混合润滑分析模型,分析了润滑状态转变的机理;对轴承进行优化设计,提出在轴承轴向两端面设计渐扩形开口结构和轴瓦中加入斜橡胶层结构和加入斜橡胶层的轴承结构,其压力分布不均现象得到显著改善;利用试验平台进行了轴承综合性能试验,获取了液膜压力、轴瓦温度、液膜厚度、摩擦力等实测数据,验证了本文的理论分析模型。通过本研究为低速重载轴承的理论分析和优化设计提供新的途径和方法,具有重要的理论和实际意义。相关研究为我国船用艉轴承的优化设计和承载能力提升提供了新思路;对水润滑轴承的优化设计便于应用于实际轴承的设计。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(1)
二回路系统钠泵流体动静压混合润滑轴承的润滑机制及动力学特性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    润滑与密封
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈汝刚;解忠良;饶柱石;塔娜;焦春晓;刘翎
  • 通讯作者:
    刘翎
Numerical analysis and experimental research on load carrying capacity of water-lubricated tilting-pad thrust bearings
水润滑可倾瓦推力轴承承载能力数值分析与试验研究
  • DOI:
    10.1051/meca/2018005
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Mechanics & Industry
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    Zhang Xiuli;Gao Gengyuan;Yin Zhongwei;Wang Yanzhen;Gao Chao
  • 通讯作者:
    Gao Chao
格子玻尔兹曼方法在微观流场分析中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    噪声与振动控制
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    焦春晓;解忠良;吕芳蕊;塔娜;饶柱石
  • 通讯作者:
    饶柱石
Analysis of misaligned water-lubricated polymer bearing with axial grooves
带轴向沟槽的不对中水润滑聚合物轴承分析
  • DOI:
    10.1108/ilt-08-2018-0320
  • 发表时间:
    2019-04
  • 期刊:
    Industrial Lubrication and Tribology
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Lv Fangrui;Jiao Chunxiao;Zou Donglin;Ta Na;Rao Zhu shi
  • 通讯作者:
    Rao Zhu shi
水润滑轴承微观界面流场特性的数值模拟
  • DOI:
    10.13675/j.cnki.tjjs.200112
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    推进技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    焦春晓;冷子珺;塔娜;饶柱石
  • 通讯作者:
    饶柱石

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其他文献

基于面元法的船舶螺旋桨附连水质量与阻尼计算方法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    船舶力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邹冬林;邹冬林;张建波;张建波;塔娜;塔娜;饶柱石;饶柱石
  • 通讯作者:
    饶柱石
基于耦合模型的人工中耳压电振子设计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    噪声与振动控制
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    塔娜;饶柱石;闵小峰;刘后广
  • 通讯作者:
    刘后广
砧骨激励式压电振子听力补偿性能实验
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    噪声与振动控制
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    饶柱石;黄新生;塔娜;檀俊
  • 通讯作者:
    檀俊
基于解析小波变换的变压器绕组模态参数识别
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    噪声与振动控制
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘石;王丰华;塔娜;饶柱石
  • 通讯作者:
    饶柱石
钠泵压力脉动特性分析
  • DOI:
    10.16146/j.cnki.rndlgc.2019.10.010
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    热能动力工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邹奋;邹冬林;饶柱石;塔娜
  • 通讯作者:
    塔娜

其他文献

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人耳听觉系统的非线性动力学特性及新型全植入式中耳助听系统研究
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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