油膜轴承磁流体润滑理论

1 磁流体概述
1．1 磁流体的组成和特性
1．1．1 磁流体的组成
1．1．2 磁流体的特性
1．2 磁流体的制备
1．2．1 磁流体的制备方法
1．2．2 实验材料与仪器
1．2．3 实验原理
1．2．4 实验方法
1．3 磁流体的表征
1．3．1 宏观表征
1．3．2 磁流体的磁光效应
1．3．3 磁锥现象
1．3．4 电子显微镜
1．3．5 振动样品磁强计
1．3．6 X射线衍射测定
1．3．7 稳定性测试
1．4 磁流体润滑
1．4．1 磁流体润滑的特点
1．4．2 磁流体润滑的影响因素
1．4．3 磁流体油膜轴承

2 油膜轴承概述
2．1 油膜轴承的特点与工作原理
2．1．1 油膜轴承的特点
2．1．2 油膜轴承的工作原理
2．2 油膜轴承润滑
2．2．1 油膜轴承润滑理论发展
2．2．2 油膜轴承润滑的特点
2．3 油膜轴承润滑数学模型
2．3．1 油膜轴承承载能力
2．3．2 油膜轴承润滑基本方程

3 磁流体力学基础
3．1 磁流体力学预备公式
3．2 电磁学方程
3．2．1 基本方程的导出
3．2．2 磁扩散方程
3．2．3 磁力体密度和磁力功体密度
3．3 磁流体动力学方程
3．3．1 质量守恒方程
3．3．2 动量守恒方程
3．3．3 能量守恒方程
3．4 控制磁流体流动的方程组
3．4．1 磁流体方程组的微分形式
3．4．2 不可压缩导电流体的矢量形式微分方程组
3．4．3 直角坐标系中微分方程组的分量形式
3．4．4 柱坐标系中微分方程组的分量形式
3．4．5 球坐标系中的微分方程组的分量形式
3．4．6 磁流体力学方程组的积分形式
3．5 初始条件和边界条件
3．5．1 磁流体力学方程的定解条件
3．5．2 初始条件
3．5．3 磁场边界条件
3．6 磁流体力学方程组无量纲化

4 油膜轴承磁流体润滑理论基础
4．1 经典的磁流体润滑理论模型
4．2 磁流体润滑相关参数定义
4．2．1 磁流体油膜刚度
4．2．2 轴承系统固体变形影响函数
4．2．3 轴承系统流体场承载函数
4．2．4 轴承系统磁场函数
4．3 磁流体润滑性能参数关系
4．3．1 基载液的黏一温／压方程
4．3．2 油膜温度与转速的关系
4．3．3 磁场强度与磁流体润滑油膜黏度关系的推导
4．4 磁流体润滑性能参数的关联度和权重分析
4．4．1 关联度分析
4．4．2 计算润滑特性参数的影响权重
4．5 磁流体黏度的控制策略
4．5．1 磁流体润滑油膜黏度与磁场强度的关系
4．5．2 磁流体润滑油膜黏度与温度的关系
4．5．3 磁流体润滑油膜黏度与压力的关系
4．5．4 磁流体磁一黏本构方程与控制
4．5．5 结果分析

5 油膜轴承磁流体润滑机理
5．1 磁流体润滑油膜轴承数学模型
5．1．1 磁流体动力学方程
5．1．2 雷诺方程
5．1．3 膜厚方程
5．1．4 黏度方程
5．1．5 能量方程
5．1．6 固体热传导方程
5．1．7 界面热流连续方程
5．1．8 其他润滑性能参数计算
5．2 润滑模型无量纲化
5．2．1 数学模型的差分格式
5．2．2 雷诺方程无量纲化
5．2．3 膜厚与黏度方程
5．2．4 能量方程无量纲化
5．2．5 其他方程的无量纲化
5．3 磁流体润滑油膜的数值求解
5．3．1 Fortran语言简介
5．3．2 数值求解过程中相关参数
5．3．3 数值求解计算流程图
5．3．4 润滑模型的数值求解
5．3．5 数值求解结果对比分析

6 磁流体润滑油膜轴承外加磁场设计
6．1 电磁学基本方程
6．1．1 磁场中的高斯定理
6．1．2 磁场中的安培环路定理
6．1．3 有限长通电螺线管中的磁感应强度
6．2 磁流体润滑油膜轴承外加磁场模型
6．2．1 永磁铁磁场模型
6．2．2 螺线管磁场模型
6．2．3 亥姆霍兹线圈磁场模型
6．3 油膜轴承外加磁场的数值求解
6．3．1 多层螺线管线圈产生的磁感应强度
6．3．2 缠绕螺线管线圈的油膜轴承内部的磁感应强度
6．3．3 衬套楔形间隙内的磁感应强度分布
6．4 螺线管磁场的试验研究
6．4．1 螺线管设计
6．4．2 磁场测量
6．4．3 实验测量缠绕通电螺线管衬套的磁感应强度分布
6．4．4 轴承的磁化电流
6．5 计算结果和分析
6．5．1 不同磁场模型的模拟结果
6．5．2 油膜区磁场分布
6．5．3 螺线管电流对磁场大小的影响

7 磁流体润滑油膜的黏度特性
7．1 磁流体黏度特性
7．1．1 无磁场作用时磁流体的黏度方程
7．1．2 外磁场作用时磁流体黏度方程
7．2 磁流体黏度测试
7．2．1 测试装置
7．2．2 测试原理及方法
7．3 磁流体黏度分析
7．3．1 无外加磁场作用时磁流体的黏度特性
7．3．2 外加磁场作用时磁流体的黏度特性
7．3．3 磁流体的温升特性

8 磁流固多场耦合润滑油膜数值模拟
8．1 有限元方法简介
8．1．1 ANSYSCFX软件概述
8．1．2 ANSYS参数化设计语言
8．1．3 磁流体润滑油膜轴承油膜分析系统
8．2 磁流体润滑油膜轴承系统建模
8．2．1 油膜轴承几何模型
8．2．2 油膜轴承有限元模型
8．3 磁流体润滑油膜模拟
8．3．1 传统润滑油模拟
8．3．2 磁流体无磁场模拟
8．3．3 磁流体有磁场模拟
8．3．4 模拟结果对比分析
8．4 磁流固多场耦合模拟
8．5 铁磁流体润滑性能分析
8．5．1 偏心率对轴承承载能力的影响
8．5．2 磁感应强度对轴承承载能力的影响
8．5．3 磁性微粒质量分数对轴承承载能力的影响
8．5．4 入口压力对轴承承载能力的影响
8．5．5 轧辊转速对轴承承载能力的影响

9 磁流体润滑油膜轴承静动特性
9．1 静动特性数学模型
9．1．1 雷诺方程
9．1．2 边界条件
9．1．3 膜厚方程
9．1．4 黏度方程
9．1．5 静特性分析
9．1．6 动特性分析
9．1．7 稳定性分析
9．2 静动特性数学模型的无量纲化
9．2．1 雷诺方程的无量纲化
9．2．2 膜厚与黏度方程的无量纲化
9．2．3 磁场模型的无量纲化
9．2．4 静特性的无量纲化
9．2．5 动特性无量纲化
9．2．6 稳定性分析
9．3 静动特性的数值求解
9．3．1 数值求解的相关参数
9．3．2 数值求解计算流程图
9．3．3 磁流体润滑模型静特性的数值求解
9．3．4 磁流体润滑模型动特性的数值求解

参考文献