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橡塑双层轴瓦水润滑轴承流固耦合分析

本文拟通过对橡塑双层轴瓦水润滑轴承的单向流固耦合润滑模型仿真分析，研究在不同载荷、不同塑料层轴瓦材料和轴瓦厚度时轴瓦总变形及各层轴瓦变形的变化特性。其中，偏心率为0.2-0.9，塑料层轴瓦弹性模量为400-1200MPa，轴瓦总厚度为8mm，塑料层轴瓦厚度为4-7mm。结果表明，偏心率0.2-0.9（载荷259N-4240N）时，轴瓦总最大变形为5.73-365 μm，塑料层最大变形仅为0.64-72.7 μm；在轴瓦圆周方向上，轴瓦总变形与橡胶层变形数值相近且曲线形状相似，塑料层变形较小；在轴瓦轴向方向上，轴瓦的最大变形从中心向外逐渐变小；随塑料层轴瓦厚度增大（橡胶层厚度减小），轴瓦最大变形与橡胶层最大变形急剧减小，塑料层最大变形缓慢减小；随塑料层弹性模量增大，轴瓦最大变形、橡胶层和塑料层最大变形缓慢减小；随着偏心率（载荷）增大，轴瓦最大变形、橡胶层和塑料层最大变形均增大，且轴瓦最大变形和橡胶层最大变形较塑料层最大变形增大的更明显。偏心率0.2-0.9（载荷259N-4240N）时，轴瓦总刚度系数为9.95-35.98 N/m，塑料层轴瓦的刚度系数为49.33-195.94 N/m；随着偏心率（载荷）增大，双层轴瓦刚度系数、橡胶层和塑料层刚度系数先急剧下降后变化平缓，双层轴瓦刚度系数曲线与橡胶层刚度系数曲线基本重合。橡塑双层轴瓦水润滑轴承中橡胶层承担了主要的轴瓦变形，塑料层承担了主要的水膜压力。