1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1选题背景

轴承是当代机械设备中一种举足轻重的零部件。它的主要功能是支撑和定位机械旋转体，用以降低设备在传动过程中的机械载荷摩擦系数。而外部很多因素导致轴承的磨损,使轴承的作用和寿命都大为降低，对轴系运转影响很大。比如：安装质量时轴承间隙调整不到位和转动装置中心调整不准确均可造成轴承局部受力不均而磨损；维护不到位，润滑不足导致轴承干磨发热；润滑油品质低劣或使用条件恶劣等因素致使轴承过早地磨损，等等。轴承磨损会使轴承间隙、油膜厚度发生变化。这些变化都会对轴承压力和轴对轴承的反转力造成影响，进而对整个机械轴系的运转造成影响。并且轴承磨损使轴承的支撑位置发生改变，进而使轴心发生小位移涡动，导致整个轴系发生振动，带来的影响很大。因此研究轴承磨损后的力学变化是非常有必要的。

1.2课题的国内外研究分析

针对滑动轴承摩擦磨损问题，国内外许多学者都展开了研究。在轴承压力分布机理方面，英国科学家o.reynolds根据tower实验结果提出雷诺方程。christopherson用有限差分法求解出了雷诺方程，sternlicht用计算机解差分方程求雷诺方程的解析解。发展至今，国内外学者大都采用数值法中的有限差分法和有限元法求解轴承的压力分布，因为有限差分法占用的内存小，所以选择有限差分法更多一些。然后滑动轴承非线性油膜力方面的研究也有很大进展，轴承磨损后，轴承间隙增大使油膜厚度发生改变，最小油膜厚度变薄，油膜力分布形式会发生变化。学者们主要计算的是轴心在静平衡位置reynolds边界条件下的油膜力和8个动特性系数，用于转子或轴颈中心小扰动范围。之后孟志强，张功学基于变分原理，在π油膜假设条件下，利用无限长轴承的压力解，给出了滑动轴承非线性油膜力的近似表达式。针对于滑动轴承轴心轨迹方面国内外也取得了很大成果，对轴心轨迹的研究主要从下面三个方面：轴心轨迹的理论计算，轴心轨迹的提纯和轴心轨迹的识别。目前计算滑动轴承轴心轨迹较为普遍的方法有荷氏法、汉氏法和迁移法。现阶段的国内外学者多采用数值方法求解雷诺方程和运动方程计算轴心轨迹，j.ramesh等文献计算了不平衡载荷作用下椭圆轴承轴心轨迹，研究了轴承表面粗糙度等参数对轴承稳定性的影响。国内学者在研究滑动轴承油膜特性时，绝大部分是通过计算reynolds方程来求解滑动轴承压力的油膜特性，但实际上reynolds 方程是n-s方程的简化，如果用 reynolds 方程将会忽略很多重要影响油膜特性的因素，使得计算结果偏离实际油膜特性，因此用 n-s方程计算更能真实的反应实际运行中的油膜特性。

2. 研究的基本内容与方案

2.1轴承磨损建模的基本内容

课题的内容是分析轴承磨损后的力学变化，磨损后会带来那些结构上的影响，这些结构上的影响会给轴系运转带来哪些变化。本文采用的是滑动轴承，轴承磨损后，轴与轴承间的油膜厚度发生变化，这会使油膜的合力发生变化，最大油膜力也会发生相应的变化。还有轴承半径间隙会随着磨损量的增加而变大，而轴心轨迹平衡位置随着半径间隙的不断增加，逐渐偏离原点位置。这两个因素的变化都会使轴心开始失衡，不会稳定在原点，会对轴系运转带来振动方面的影响。轴承磨损时，假设负荷的大小不会变，但是轴承支撑位置变化了，导致轴心便会出现新平衡位置，这样一系列轴心平衡位置组成的非线性曲线，便是轴心轨迹。那么探究非线性轴心轨迹和油膜合力的变化是轴承磨损模型的主要内容。

2.2建模的目标

(1)分析非线性油膜合力、轴承间隙、非线性轴心轨迹的相关曲线，得出相关结论。

3. 研究计划与安排

1-3周：查阅相关的中文和外文资料，完成开题报告和文献综述工作。开始学习ansys workbench工程仿真软件，查阅相关文献，学习轴承磨损的力学计算和仿真，还应该查阅与滑动轴承相关的非线性轴心轨迹和非线性油膜力方面的文献。

4-6周：主要学习ansys workbench软件，学会画相关曲线和计算一些实例。查阅相关资料和询问老师，获取轴承参数，尽可能获取全面的轴承磨损后的相关数据，进行初步仿真计算和三维建模。

7-11周：最后在ansys workbench软件进行数据整合和仿真计算，分析仿真计算的结果，得出相应仿真曲线。

12-15周：撰写毕业论文，并翻译规定的外文文献。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 贺玉岭.动静压轴承非线性轴心轨迹的计算与仿真[d].山东大学 2013

[2] 王晓武,杨建国.利用振动参数监测和诊断柴油机滑动主轴承磨损状态的研究[j].柴油机.2000(06)

[3] 胡冬良,郭瑞娜,钱忠,曾光.动压滑动轴承润滑状态与磨损分析[j].机械工程师. 2010(09)

[4] 马金奎，滑动轴承非线性轴心轨迹的瞬态与周期特性研究山东大学博士学位论文，2010