【摘要】:设定初始油膜厚度场h后,非线性方程组只有一个未知数,用高斯赛德尔迭代算法对二元偏微分方程进行迭代求解,即可求出外力作用下滑靴副油膜压力场以及油膜的挤压效应,依次循环求出柱塞泵在转动过程中各个时刻的油膜厚度场和压力场,从而可以实时获取滑靴副泄漏流量和摩擦力矩。
滑靴副油膜特性与滑靴所受的复杂外力直接相关,滑靴副油膜厚度隐含在其力平衡方程中。根据滑靴副的受力情况,滑靴的力平衡方程为
其中
式中,为油膜对滑靴产生的合力。
由于式(6.38)属于非线性方程,所以引入高斯赛德尔(Gauss-Seidel)法解非线性方程组,通过n次迭代计算润滑油膜向量h=[h1,h2,h3],设定
其中
由于没有具体表达式,因此的离散化形式为
其中,i=1,2,3;j=1,2,3。
在求解过程中,利用高斯-赛德尔法完成一个时刻t(v)的滑靴位置的计算之后,通过数值积分的方法进一步计算下一个时刻t(v+1)滑靴的分布情况,即
由于雅克比矩阵设置为,所以滑靴底面油膜变化速率为
为了对方程进行求解,需要建立三组受力平衡方程
对应的雅克比矩阵J(h·n)为
图6.8 滑靴副流体动力润滑特性的计算流程
图6.8所示为滑靴副流体润滑模型的求解过程。设定初始油膜厚度场h后,非线性方程组(6.43)只有一个未知数,用高斯赛德尔迭代算法对二元偏微分方程进行迭代求解,即可求出外力作用下滑靴副油膜压力场以及油膜的挤压效应,依次循环求出柱塞泵在转动过程中各个时刻的油膜厚度场和压力场,从而可以实时获取滑靴副泄漏流量和摩擦力矩。
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