【摘 要】
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磁液双悬浮轴承是一种结合电磁悬浮和静压支承技术的复合型非接触轴承,具备无摩擦、大承载能力等优势,非常适合中速重载、大支承刚度以及长期服役等场合。而由于轴承系统同时涉及电磁场、耦合传热以及流体摩擦与散热,多物理场耦合下使得轴承内部产生较大的能量损耗,导致导磁套及其镀层发生较大的径向变形,大幅增加了导磁套与定子之间碰撞/摩擦的概率,影响轴承高效稳定运行和长期服役寿命。因此本文拟探索多物理场耦合作用下导
【基金项目】
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陕西省液压技术重点实摩”保护机制（No.YYJS2022KF14）； 国家自然科学基金面上项目“磁液双悬浮轴承‘间隙-碰摩’失效演变机理及其‘防碰摩’调控策略”（No.52075468）； 河北省自然科学基金面上项目“磁液双悬浮轴承‘间隙-碰摩’动力学行为及其‘双闭环’复合调控策略”（No.E2020203052）；
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磁液双悬浮轴承是一种结合电磁悬浮和静压支承技术的复合型非接触轴承,具备无摩擦、大承载能力等优势,非常适合中速重载、大支承刚度以及长期服役等场合。而由于轴承系统同时涉及电磁场、耦合传热以及流体摩擦与散热,多物理场耦合下使得轴承内部产生较大的能量损耗,导致导磁套及其镀层发生较大的径向变形,大幅增加了导磁套与定子之间碰撞/摩擦的概率,影响轴承高效稳定运行和长期服役寿命。因此本文拟探索多物理场耦合作用下导磁套镀层的温升及其热应力/变形规律,并分析其疲劳寿命,为磁液双悬浮轴承多场耦合失效机理及其“防碰摩”保护机制提供理论依据。本文的主要研究内容如下:（1）建立了径向轴承单元的二维电磁模型,仿真了轴承的整体磁力线及其磁通密度分布,探索了特定路径下的导磁套/磁极柱磁感应强度,揭示了不同设计参数对导磁套涡流损耗的影响规律,为后续章节轴承流固耦合传热分析提供了理论基础。（2）建立了磁液双悬浮轴承的三维整体模型并对其进行多面体网格划分,基于Fluent模块对轴承系统进行流固热耦合仿真,分别从温度场和结构场等方面探索导磁套及其镀层的温升及热变形规律,再从流场方面探索镀层周遭流场分布状况,为后续控制镀层温升策略提供理论参考。（3）建立了导磁套镀层疲劳寿命数学模型和疲劳仿真模型,依据双线性疲劳损伤累积理论计算了镀层裂纹萌发和扩展双阶段疲劳寿命,对比分析了其理论计算结果和疲劳寿命云图的变化规律。（4）采集了径向轴承稳定运行后进出口油液温度,对比分析了仿真结果与实验数据的变化规律,验证了实验结果的可靠性。
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