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龙图腾网获悉北京化工大学申请的专利一种轴颈倾斜下的动载轴承混合粘弹流润滑性能计算方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116796451B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-08发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310205701.8，技术领域涉及：G06F30/17；该发明授权一种轴颈倾斜下的动载轴承混合粘弹流润滑性能计算方法是由熊国庆;茆志伟;冯泽江;王怀磊;连仕淼;张进杰;江志农设计研发完成，并于2023-03-03向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种轴颈倾斜下的动载轴承混合粘弹流润滑性能计算方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种轴颈倾斜下的动载轴承混合粘弹流润滑性能计算方法，该方法解决了动载滑动轴承系统在轴颈倾斜工况下，传统方法计算轴承混合润滑性能忽略载荷大幅快变引起的轴承粘弹性变形效应显著的问题；本发明先综合考虑油膜空化与摩擦界面表面形貌效应，建立了质量守恒平均雷诺方程，然后采用水平与垂直方向上的两个轴颈倾斜角表征轴承倾斜状态，利用标准线性固体模型计算动载荷作用下的轴承粘弹性变形，修正了轴承粘弹性变形与轴颈倾斜影响下的油膜厚度分布，最后构建了轴颈运动方程，采用纽马克法更新轴颈偏心距和偏心速度，迭代计算动载轴承混合粘弹流润滑性能参数。

本发明授权一种轴颈倾斜下的动载轴承混合粘弹流润滑性能计算方法在权利要求书中公布了：1.一种轴颈倾斜下的动载轴承混合粘弹流润滑性能计算方法，其特征在于，包括以下步骤： 第一步，设定动载滑动轴承系统初始参数； 1确定动载滑动轴承系统轴颈与轴承的半径、长度、弹性模量、泊松比以及润滑油物理参数； 2设定轴颈初始偏心距和偏心速度；对于动载滑动轴承系统初始偏心距选择范围为0～c，其中c为径向间隙，初始时刻滑动轴承系统的初始偏心速度设置为0； 3轴颈倾斜采用水平与垂直两个方向的倾斜角进行表征，利用进油压力初始化油膜压力分布； 第二步，建立润滑控制方程； 以统计方式处理粗糙效应，利用压力流量因子与剪切流量因子来表征表面粗糙接触对润滑特性的影响；同时，为了考虑润滑油膜空化对润滑特性的影响，利用质量守恒方程，引入流体分数θ，建立了质量守恒平均雷诺方程； 其中，p表示油膜压力，h表示油膜厚度，hT表示平均油膜厚度，x表示圆周方向坐标，z表示轴向方向坐标；φx和φz分别表示x方向和z方向压力流量因子，φs表示剪切流量因子，U表示轴颈切向速度，为轴承轴颈表面综合粗糙度标准差，σj和σb分别为轴颈和轴承表面粗糙度的标准差，t表示时间； μ为采用Barus粘压方程计算得到的润滑油动力粘度，方程如下： 其中，μ0表示常压下的润滑油动力粘度； 利用有限差分法的二阶中心差分格式将公式1离散化，然后利用超松弛迭代法求解油膜压力与流体分数： 其中，i和j分别表示周向与轴向网格节点序号，n表示时间循环步数，k表示迭代收敛步数，与分别表示节点i，j在第n个时间步数下第k次和第k-1次迭代所求得的油膜压力，与分别表示节点i，j在第n个时间步数下第k次和第k-1次迭代所求得的流体分数，wp表示油膜压力的超松弛参数，wθ表示流体分数的超松弛参数； 为保证油膜压力和流体分数在迭代过程中收敛，收敛准则为： 其中，N1和N2分别表示周向和轴向节点数，ζp为油膜压力的收敛容差，ζθ为流体分数的收敛容差； 第三步，构建轴承粘弹性变形方程； 采用标准线性固体模型来表征动载滑动轴承受载时的粘弹性变形机制，其方程如下： 其中，δx,z,t表示本次仿真时刻下的轴承实际变形量，δtx,z,t表示本次仿真时刻下轴承完全弹性变形量，δlx,z,t-△t表示上一仿真时刻下轴承时滞变形量，表示上一仿真时刻轴承在油膜压力p下的完全时滞变形量，τ表示轴承材料粘弹性松弛时间，q表示仿真时间总步数，△t表示时间步长； 滑动轴承完全弹性变形量采用Winkler法进行求解： 其中，vb与Eb分别表示轴承泊松比与弹性模量，l表示滑动轴承厚度； 第四步，求解油膜厚度分布； 考虑轴承间隙、偏心、轴颈倾斜与轴承粘弹性变形的动载滑动轴承油膜厚度为： h＝h0+hmis+hv7 其中，h0为考虑轴承与轴颈径向间隙以及轴颈偏心的油膜厚度分量，hmis为轴颈倾斜修正的油膜厚度分量，hv为轴承粘弹性变形修正的油膜厚度分量，即hv＝δx,z,t； h0的方程如下： 其中，c为径向间隙，X为轴颈中心在x方向偏心距，Y为轴颈中心在y方向偏心距，y为油膜厚度方向坐标，为轴颈偏位角； 采用水平面与垂直面两个倾斜角γx与γy来表征轴颈倾斜效应，根据轴颈倾斜时轴颈在轴承孔内的几何位置关系得到轴颈倾斜修正的油膜厚度分量方程； 其中，Rb为轴承半径，B为轴承宽度； 由公式9可知，当γx＝γy＝0时，hmis＝0，此时公式7转变为轴颈未倾斜状态下的油膜厚度； 第五步，建立轴颈运动方程； 润滑控制方程1是以给定的初始偏心距与偏心速度，利用轴颈运动方程，迭代更新偏心距与偏心速度，以修正油膜厚度和油膜压力；轴颈质心在本文假设为有效质量粒子，动载滑动轴承系统中轴颈的运动方程表示如下： 其中，mj表示轴颈质量，与分别表示x和y方向偏心加速度，和分别表示作用于滑动轴承系统x和y方向的动载荷，和分别表示x和y方向的油膜力，和分别表示x和y方向的粗糙接触力； 在混合润滑状态，油膜压力和粗糙接触压力分别构成轴承的油膜力和粗糙接触力，对压力采用复化梯形积分可求得油膜力和粗糙接触力： 其中，pasp表示粗糙接触压力； 采用纽马克方法对方程10进行求解，来迭代计算在外载荷和计算的支撑载荷之间最小差异的偏心距；采用的收敛准则为： 其中，Xn与Xn-1分别表示在时间步数n与n-1下计算得到的x方向的偏心距，Yn与Yn-1分别表示在时间步数n与n-1下计算得到的y方向的偏心距，ζX为X的收敛容差，ζY为Y的收敛容差； 第六步，计算混合润滑性能参数； 动载滑动轴承在轴颈倾斜状态下混合润滑性能包括倾斜力矩、摩擦功耗以及端泄流量； 对于轴颈倾斜的轴承,轴承中央截面两侧的油膜压力不对称；为了使轴承稳定工作,需要在轴承上作用相应的力矩，x和y方向的轴承倾斜力矩分量为： 倾斜合力矩为： 混合润滑状态下，摩擦力Ff由液体剪切所引起的粘性摩擦力和粗糙峰接触所引起的粗糙接触摩擦力两部分组成，表达式为： 其中，κ＝0.02为边界摩擦系数，φ为剪切流因子、φfs为剪切应力因子和φfp为摩擦压力流量因子； 、φfs和φfp采用以下关系式计算： 其中，Λ＝hσ表示膜厚比，g＝Λ3为膜厚判断指标，e为自然常数； 对于摩擦功耗，等于摩擦力和切向速度的乘积； f＝|FfU|22 其中，Ff为式16计算得到的摩擦力，U为轴颈切向速度； 当轴颈发生倾斜时，轴承前端面与后端面的端泄流量Q1与Q2可由如下计算： 则总端泄流量为： Q＝Q1+Q225。

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