无轴轮缘推进器用橡-塑多层复合材料水润滑径向轴承流固耦合润滑承载机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51905317
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0505.机械摩擦学与表面技术
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Water-lubricated bearings are the key support components of shaft-less rim-driven thrusters (RDT). Their lubrication and load-carrying properties directly affect the running performance and service life of RDT. Due to the limitation of material properties, traditional water-lubricated rubber bearings and plastic bearings can not meet the requirements of RDT water-lubricated bearings for both good lubrication performance and good damping performance. Formed by superposing rubber and plastic, the rubber-plastic multilayer composite water-lubricated bearing can combine the advantages of rubber and plastic to obtain superior performance. Therefore, this project takes nitrile rubber-polytetrafluoroethylene multilayer composite water-lubricated journal bearing for RDT as the research object. Considering the effects of elastic deformation of bush, journal misalignment, flow state and cavitation of lubricating film and other factors, the fluid-structure coupling numerical methods for calculating static and dynamic characteristics of the bearing are developed. The simulation analyses and experimental researches on static and dynamic characteristics of the bearing are carried out. The characters and rules of bush deformation under film pressure are analyzed. The influences of operating condition and bearing structure on the static and dynamic characteristics of the bearing are studied. The influence mechanism of the complex bush deformation on the static and dynamic characteristics of the bearing is revealed. The research achievements can provide theoretical support for the design and application of rubber-plastic multilayer composite water-lubricated bearings for RDT, and have important academic and practical engineering guide significance.
水润滑轴承是无轴轮缘推进器(RDT)转子的关键支撑部件,其润滑承载特性直接影响RDT的运转性能和使用寿命。受材料性能的限制,传统的水润滑橡胶轴承和塑料轴承通常无法同时满足RDT水润滑轴承对良好摩擦润滑性能和良好阻尼性能的要求,而将橡胶和塑料叠加形成的橡-塑多层复合材料水润滑轴承能够综合两者的优点,获得更优越的性能。因此,本项目以RDT用丁腈橡胶-聚四氟乙烯多层复合材料水润滑径向轴承为研究对象,考虑轴瓦弹性变形、轴线倾斜、润滑水膜的流动状态及空化等因素的影响,通过开展该种轴承的静动特性流固耦合数值计算方法研究、静动特性数值模拟分析和实验研究,分析该种轴承在水膜压强作用下的轴瓦变形特点和规律,研究运行工况和轴承结构对该种轴承静特性和动力特性的影响规律,揭示复杂轴瓦变形对该种轴承静动特性的影响机理,为RDT用橡-塑多层复合材料水润滑轴承的设计和应用提供理论依据,具有重要的科学意义和工程应用价值。

结项摘要

无轴轮缘推进器(RDT)通过电机定子和转子间的电磁力直接驱动螺旋桨,具有结构紧凑、推进效率高、振动噪声小、维护方便等优点,在军事、民用领域都有十分广阔的发展前景。橡塑多层复合材料水润滑轴承能够综合橡胶阻尼性能好和塑料摩擦性能好的优点,提高RDT的推进效率,降低振动噪声。但目前橡塑多层复合材料水润滑轴承的润滑承载机理尚不明确,制约了该种轴承的发展和应用。本项目研究RDT用橡塑多层复合材料水润滑径向轴承的流固耦合润滑承载机理,从流固耦合数值计算方法、润滑承载特性数值模拟分析和实验研究等方面开展工作。主要研究成果包括:①考虑轴瓦弹性变形、水膜流动状态和空化等因素,建立了水润滑径向轴承流固耦合(FSI)润滑模型,利用单向FSI研究了轴瓦的变形特点和规律,采用双向FSI仿真计算了轴承的润滑承载性能,并与塑料轴承和橡胶轴承性能进行了对比,揭示该种轴承的润滑承载特点;②针对软件FSI模型网格易产生畸变的问题,采用编程方法建立了双向FSI模型,仿真分析轴承运行工况和结构参数对橡塑双层复合材料水润滑轴承润滑承载性能的影响规律,揭示轴瓦变形对该种轴承润滑承载特性的影响机理,并形成了该种轴承结构参数设计方法;③开发了橡塑多层复合材料水润滑轴承制备方法,确立了水润滑轴承摩擦系数、水膜厚度、偏心率及动力特性的测试方法,对不同结构水润滑轴承进行性能测试,验证了理论结果的正确性。以上研究成果为RDT用橡塑多层复合材料水润滑轴承的设计和应用提供理论依据,具有重要的科学意义和工程应用价值。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
凹坑织构对石墨材料水润滑性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    润滑与密封
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    韩智斌;王立辉;张秀丽;郑宏宇;李阳;王志文
  • 通讯作者:
    王志文
Experimental comparison of the seizure loads of gray iron journal bearing and aluminum alloy journal bearing under aligned and misaligned conditions
灰铁轴颈轴承和铝合金轴颈轴承在对准和未对准条件下咬合载荷的实验比较
  • DOI:
    10.1051/meca/2020038
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Mechanics & Industry
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    Zhang Xiuli;Yin Zhongwei;Dong Qin;Cao Jun
  • 通讯作者:
    Cao Jun
轴表面DLC涂层对滑动轴承润滑承载性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    润滑与密封
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张秀丽;尹忠慰;郭前建
  • 通讯作者:
    郭前建
激光加工微织构对丁腈橡胶水润滑性能的影响研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    材料保护
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王立辉;韩智斌;张秀丽;郑宏宇;韩鑫
  • 通讯作者:
    韩鑫
Comparative Study of Anti-Sticking Properties of Coatings for Tire Molds
轮胎模具涂料防粘性能比较研究
  • DOI:
    10.3390/coatings12111740
  • 发表时间:
    2022-11
  • 期刊:
    Coatings
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Xiuli Zhang;Zhilan Liu;Xu Wang;Xiufang Xu;Yongling Wu;Diben Wu
  • 通讯作者:
    Diben Wu

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其他文献

下丘脑室旁核ATP敏感性钾离子通道参与大鼠炎性痛调节的作用研究
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1001-1978.2014.09.020
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中国药理学通报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    张秀丽;闫巍巍;刘东志;张励才
  • 通讯作者:
    张励才
Research on accurate calibration method of screen plane equation of sky screen vertical targe
天幕垂直目标屏幕平面方程精确标定方法研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Optik
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    武志超;马静宜;倪晋平;张秀丽
  • 通讯作者:
    张秀丽
Simulation of the Failure Proc
失效过程模拟
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
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  • 作者:
    张秀丽;焦玉勇;赵坚
  • 通讯作者:
    赵坚
用非连续变形分析(DDA)方法模拟
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    岩石力学与工程学报. 26(4). 682-691, 2007(EI收录)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    焦玉勇;张秀丽;刘泉声;陈卫忠
  • 通讯作者:
    陈卫忠
金属粉末的非水基凝胶注模成形
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    粉末冶金技术
  • 影响因子:
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  • 作者:
    袁海英;张秀丽;史延涛;刘卫华
  • 通讯作者:
    刘卫华

其他文献

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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

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          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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