计入转子动力学性能影响的高速滚动轴承多体润滑及热特性研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51775067
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万
  • 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:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

A high speed rolling bearing is widely applied to major equipments such as aeroengine. However, there widely exist fault problems such as lubrication fault and thermal instability for this kind of bearings. Moreover, there is a lack of scientific method for analyzing the coupling between the bearing lubrication and rotor dynamic performances. To overcome the above problems so as to meet requirements for the high speed bearing with high performances in the aerospace industry of our country, the multi-body lubrication (i.e., simultaneous lubrication between the rolling element, and inner and outer raceways) and thermal characteristics of the bearing (temperature rise and thermal deformation etc.) , considering the effect of the matched rotor dynamic performances, are studied based on researches and applications of the bearing technologies owned by the State Key Laboratory of Mechanical Transmission of Chongqing University. For this, a set of equation groups considering the multi-body lubrication and thermal characteristics for the bearing based on the rotor dynamic performances are proposed. Through an artificial neural network, optimal algorithm and Fast Fourier Transformation, along with the experimental validation, effects of rotor dynamic performances, multi-body lubrication, collapse of bubbles in the lubricant and the oil film inertia forces, etc. on the lubrication performance and thermal characteristics of the bearing are investigated, and further corresponding influencing rules are revealed. Then, a method, based on the regulation of the rotor dynamic behavior and optimization of bearing parameters etc., is proposed to improve the lubrication performances of the high speed bearing and restrain its thermal fault, which is desired to provide a key scientific theoretical and methodological support to improve the lubrication performances and to avoid thermal fault for the high speed bearing used in fields such as aeroengine in our country.
高速滚动轴承广泛应用于航空发动机等重要装备,但普遍存在润滑失效、热失稳等现象,且缺乏轴承润滑―转子动力学性能耦合分析的科学方法。为攻克上述难题以满足我国航空工业等领域对高性能高速滚动轴承的迫切需求,在集成重庆大学机械传动国家重点实验室轴承研究和应用方面多年技术积累的基础上,对计入转子动力学性能影响的高速滚动轴承多体润滑(滚动体与内外滚道同时润滑)和热特性(温升和热变形等)进行多场耦合研究。为此,建立计入转子动力学性能影响的高速滚动轴承多体润滑和热力学方程组;借助人工神经网络、优化算法、FFT等方法,并结合实验的验证,揭示转子动力学性能、多体润滑、润滑剂气泡溃灭、油膜惯性力等对高速滚动轴承润滑性能和热特性的影响规律,提出通过转子动力学行为的调控、轴承参数的优化,以提升轴承润滑性能、抑制其热失效,从而为我国航空发动机等领域使用的高速滚动轴承性能分析提供关键科学理论和方法支撑。

结项摘要

高速滚动轴承广泛应用于航空发动机等重要装备,但普遍存在润滑失效、热失稳等现象,且缺乏轴承润滑―转子动力学性能耦合分析的科学方法。为攻克上述难题以满足我国航空工业等领域对高性能高速滚动轴承的迫切需求,迫切需要对计入转子动力学性能影响的高速滚动轴承多体润滑(滚动体与内外滚道同时润滑)和热特性(温升和热变形等)进行多场耦合研究。为此,开展了高速滚动轴承多体润滑,开展了高速滚动轴承润滑性能、热特性—转子动力学性能耦合求解方法研究,开展了计入转子动力学性能影响的高速滚动轴承润滑及热特性,以及高速滚动轴承润滑性能、热特性优化及实验研究。项目提出了考虑滚动体与内外圈同时润滑的高速滚动轴承多体润滑模型;提出了基于人工神经网络轴承润滑性能―转子动力学性能耦合快速求解方法;发现了多体润滑条件下内外圈润滑行为的差异;发现了油膜压力、油膜厚度以及温度等随着转子振动而呈现环状结构;相对于不考虑油膜惯性作用,油膜惯性使仿真得到中心油膜跟接近于实际测量结果;相比无裂纹情况,表面裂纹导致轴承最大润滑膜压力和最大von Mises应力增加,滚动体出现应力集中现象。. 依托本项目,发表论文共20篇,其中SCI论文16篇、EI论文3篇;申请了相关发明专利3项,其中已授权1项;申请软件著作权2项;参加了相关的国内外会议4次;培养硕士研究生11名。相关成果为我国航空发动机等领域使用的高速滚动轴承性能分析提供了科学理论和方法支撑,部分成果已应用于某水下武器减速器、装甲车辆及新型战机主轴轴承的分析与设计中。

项目成果

期刊论文数量(20)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Experiment study on tribological performances of GNPs/MoS2 coating
GNPs/MoS2涂层摩擦学性能实验研究
  • DOI:
    10.1016/j.triboint.2017.10.018
  • 发表时间:
    2018-02-01
  • 期刊:
    TRIBOLOGY INTERNATIONAL
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Meng, Fanming;Han, Huali;Zheng, Ziqi
  • 通讯作者:
    Zheng, Ziqi
Thermal elastohydrodynamic lubrication analysis of deep groove ball bearing
深沟球轴承热弹流体动力润滑分析
  • DOI:
    10.1108/ilt-12-2017-0368
  • 发表时间:
    2018-08
  • 期刊:
    Industrial Lubrication and Tribology
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Cui Xuefang;Meng Fanming;Kong Delong;Cheng Zhitao
  • 通讯作者:
    Cheng Zhitao
A model of mixed lubrication based on non-normalized discretization and its application for multi-layered materials
基于非归一化离散化的混合润滑模型及其在多层材料中的应用
  • DOI:
    10.1115/1.4042074
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Tribology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Qingbing Dong;Zhanjiang Wang;Dong Zhu;Fanming Meng;Lixin Xu;Kun Zhou
  • 通讯作者:
    Kun Zhou
球轴承多体弹性流体动力润滑研究
  • DOI:
    10.16078/j.tribology.2018153
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    摩擦学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘宇;马志飞;孟凡明
  • 通讯作者:
    孟凡明
Experimental Study on Tribological Properties of Graphite-MoS2 Coating on GCr15
GCr15石墨-MoS2涂层摩擦学性能的实验研究
  • DOI:
    10.1115/1.4039796
  • 发表时间:
    2018-09-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF TRIBOLOGY-TRANSACTIONS OF THE ASME
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Meng, F. M.;Cui, Z. T.;Han, H. L.
  • 通讯作者:
    Han, H. L.

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其他文献

医学显微摄影大赛的探索与思考
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  • 发表时间:
    2021
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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甲基苯丙胺对巨尾阿丽蝇生长发育的影响及其法医学意义
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    郭亚东
花键微动磨损和损伤累积的耦合机制及寿命预测
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    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
    机械工程学报
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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一种劣解突变策略引导的混合人工蜂群算法
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  • 通讯作者:
    孟凡明
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    《润滑与密封》,Vol.164,No.4,P5~7,2004年7月
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孟凡明;张优云
  • 通讯作者:
    张优云

其他文献

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孟凡明的其他基金

基于类硅藻壳壁自相似孔状结构的水润滑轴承-转子减振降噪研究
  • 批准号:
    52175160
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
仿生硅藻典型壳壁结构的水润滑轴承摩擦学性能研究
  • 批准号:
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  • 批准年份:
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  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    面上项目
表面微造型对大功率发动机连杆轴承摩擦学性能影响研究
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    50975297
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  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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  • 批准号:
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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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