Nghiên ứu ổ khí động đàn hồi có tham số cấu trúc điều khiển được

* S dử ụng phương pháp sai phân hữu hạn để giải phương trình vi phân đạo hàm riêng.- Thuật gi i: ả+ Rời rạc hóa miền c n khầảo sát xây dựng lưới sai phân + Biến đổi các điều kiện biên +

I HI

VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC

-

NGUYỄN ĐĂNG NINH

I HI

VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC

-

NGUYỄN ĐĂNG NINH

C ẤU TRÚC ĐIỀ U KHI Ể N ĐƯỢ C

Chuyên ngành: Kỹ thu ật cơ điệ n t ử

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG D N KHOA H C: Ẫ Ọ

TS PHẠM MINH H I Ả

Hà Nộ i - 2018

1

M Ụ C Ụ L C

MC LC 1

L 3

LI C 4

DANH M T TU 5VI DANH MNG 8

DANH M TH 9

M  U 10

p thi t c   10

2 M  10

c ti n c   11  

4 N i dung c    c n gi i quy t 11 

 N  12

1.1  12

 12

1.1.2 12

1.1.3 14

 c t 17

1.2.1 17

1.2.2 19

 20

 c- 20

ng l c h c c a     i 21

ng l c h c c   21

ng c a tr c 29 

  31

ng c 33

2.3  34

2

2.4 

 34

  35

 35

 36

  42

4.1  42

4.1.1 42

4.1.2 44

4.2 Kt qu  xuu khi c ng 51 

 53

U THAM KH O 55

PH  L C 57

p Newton-   gi i s phi tuy n 57

  c ng c  59

  t i 65

 ng c a h tr c 66   

 “ Nghiên cứ ổ khí động đàn hồi có tham số ấu trúc u c

điều khiển đƣợ ”c do thy TS Ph m Minh H i ạ ả ng d n,  

4

L I C Ờ ẢM ƠN

c khc s  

  ng d n t   a th y  ng d n  TS Phạm Minh H iả, lu “ Nghiên cứ ổ khí động đàn hồi có tham số ấu trúc điều c u khiển đƣợ c” 

7

8

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1 n ca  ] 35

Bảng 4.1   c ng (N/m) t ng h p c a 52   

9

DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ ĐỒ TH Ị

   c u t o c a (a)    

i 12

  a ng 13

c th c t o ra 14

u c 15

   h u c   15

   h th 2 c 16

   h th 3 c 16

 t c u tr c - th c t 20   

  c- 20

  t  c c   t l ng 21

 t 22

 28

c 29

  t c u l i th c t 31 

c k t c u l  i 31

   t i h n c a ch u t i tr    ] 36

] 37

   gi i h n c a khi L/D = 0.75 38 

   gi i h n c a    khi L/D = 1 39

   gi i h n c a    40

   gi i h n c a    40

  t c t t i 43

  t c t t i 43

  i v  - G 45

  i v  -  t 46

  i v  - Ch n 46

n v    c ng khi m  u g 47

y n v     c ng khi m  t 48

n v    c ng khi m  u b ch n 49 

i 50

   t b c ng  i [16] 51

 xu t c a Yong  -Bok Lee, Suk Bum Kwon, Tae Ho Kim and Kyuho  xu t c  lu    53

12

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ Ổ KHÍ ĐỘNG ĐÀN HỒI – NỘI DUNG

NGHIÊN CỨU

1.1 Tổng quan về ổ khí động đàn hồi

1.1.1 Cấu tạo của ổ khí động đàn hồi

Hình 1.1 Lượ c đ ồ ấ ạ c u t o c a (a) khí ng không có đ ủ Ổ độ ệm đàn hồ i và (b) Ổ khí

   d

Hình 1 5 Th h u c a ế ệ đầ ủ OKĐĐH (a) Ki ểu lá và (b) Kiểu vòm

16

Hình 1.6 Thế ệ thứ h 2 c a ủ OKĐĐH (a) Ki ểu lá và (b) Kiểu vòm

Hình 1.7 Thế ệ thứ h 3 c a ủ OKĐĐH

   i M t s   nghi    c ch t  a nh   c s n xu t  

 cao s d ng    c thi t k   n cho h th  - c t cho th y  

cu so v    tin c y c  bay A7E,  

17

     quynh ti      i t t qua

-m tra t i s     q d ng  ng

  i n xu t 

1.2 Tình hình nghiên cứu trong nướ và c quốc tế

1.2.1 Tình hình nghiên cứu quốc tế

             

   

trc -

26

Vi n : Chi

: Khe h 

c : T  

Vi Vi



V



27



hay

(2.15) Chi :

+ R ời rạ c hóa mi ề n c n kh ầ ảo sát (xây dựng lưới sai phân)

+ Biến đổi các điề u ki ện biên

+ Thay toán tử vi phân bằng toán tử sai phân, bằng cách lấ ấ ỉ đạo hàm y s p x + Giải hệ phương trình vừa thu đượ c

+ Kh ảo sát hội tụ và ổn đị nh c ủa lượ c đ sai phân ồ

M ụ c đích: đ ể gi ải phương trình vi phân đạo hàm riêng.

- R i r n c n kh

c ngo i suy t m  ng cong b c hai n m , ,

Hình 2 5 Lưới sai phân

29

(2.18a) (2.18b) (2.18c) 2.2.2 Phương trình chuyể n đ ộ ng củ trụa c

32

 m, t  bi n d  a chi u r ng Zmax = L) 

     h h p (c = 0.  c ng c a l p  

 i ng m r ng, t   n 18500

39

T  ng v i t l L/D t     n 1.5, t c gi  i hn

ng v i m i h tham s K/K    0    h i theo t l  C/C0

Hình 3.4 T ố c đ ộ giới hạ n c a ủ ổ dài khi L/D = 1

40

Hình 3.5 T ố c đ ộ giới hạ n c a ủ ổ dài khi L/D = 1.25

Hình 3.6 T ố c đ ộ giới hạ n c a ủ ổ dài khi L/D = 1.5

Qua       o        

• Khi khe hở bán kính nhỏ, độ cứng càng cao thì tốc độ tới hạn càng tăng

• Điều khiển độ cứng có thể giúp mở rộng phạm vi hoạt động ổn định của ổ

4.1 Mô hình đàn hồi của lót phụ (dạng gân)

4.1.1 Phương trình xác định đường đàn hồi của 1 gân

44

(4.4) 4.1.2 Phương pháp xác định đường đàn hồi của 1 gân

T  c chuy n v theo   ng ca

51

(4.18) 4.2 K t qu ế ả và đề xuất phương án điều khiể n đ ộ cứ ng ổ

Fixed-slider (2)

Fixed- blocked (3)

1.069E7 6.904E6 9.544E6 5.212E9

T nh ng k t qu         xu t m t gi    u khi n l p  

    s d n v u t do c Nh u cht    t s i chiy s 

u ki  bi n d ng c   c

 .11

(a)

53

(b)

Hình 4.11 a) Đề xuất củ a Yong- Bok Lee , Suk Bum Kwon, Tae Ho Kim and Kyuho

Sim [26] ; b) Đề xuất của tác giả luận văn

   gi u khi  c ng lm

b         c a l m, nh    c ng 4.11(a) L  ch   nhnh c  c

 u khic Trong lu xuu khi  c ng l p 

  Khi t quay c a tr c nh  

h v c v i ch   quay v i t cao, piezo s  c c u khi  c ng

u khi n r n: khi c 

c co li khi ng ng c p  

4.3 KẾT LUẬN

Nh ng n  c:

  ng l c h c phi tuyn  

- Thi t l     i c i ti n cho l     n s  bi cong K t qu       i d li qu  c t

-  xu t m      p b      n nh   u khi n c ng c    

55

TÀI LIỆ U THAM KH O Ả

1 Baumeister, H.K (1958), Recording support divices Patent US2862781 A, International Business Machines Corporation: US

2 Remaining technical challenges and future plans for oil-free turbomachinery , Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 133(4): p 042502

3            high-   ASME Journal of Tribology, 122

124 130 

4 Gross, W (1958), Film lubrication-v infinitely long incompressible

lubricating films of various shapes IBM Research Laboratory, San Jose,

California, RJ-117-5

5       1) Identification of Rotordynamic Force Coefficients of a Metal Mesh Foil Bearing Using Impact

Load Excitations.Transactions of the ASME: Journal of Engineering for Gas

Turbines and Power, Vol 133 / 112501-1-9

6    -Ho Kim, (2007) Issues on Instability and Forced Nonlinearity in Gas Foil Bearing Supported Rotors.43rd

AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit

7 C.-P Roger Ku, Hoosheng Heshmat, (1992) Compliant Foil Bearing Structural Stiffness Analysis: Part I Theoretical MPTVPTl Including Strip 

and Variable Bump Foil Geometry.Transactions of the ASME: Journal of

Tribology, Vol 114/394-400

8 A New Bump-Type Foil

Bearing Structure Analytical MPTVPTl.Transactions of the ASME: Journal

of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol 129 / 1047-1057

9      , (2009) Analysis of gas foil bearings

integrating FE top foil mPTVPTls.Tribology International 42/111 120 –

56

10 D Kim,(2007) Parametric studies on static and dynamic performance of air foil bearings with different top foil geometries and bump stiffness

distributions.Trans ASME, J of Tribology, 129/354-364

11 J Song, D Kim, (2007).Foil gas bearing with compression springs: analyses

and experiments Trans ASME, J of Tribology, 129/ 628-639

12 F Li, G.T Flowers, (1996), №nlinear dynamics of a foil bearing supported rotor system simulation and analysis. AIAA Meeting Papers on Disc [CD- ROM], AIAA Paper 96-1596/ 2437-2446

13 R Seydel, (1988) From equilibrium to chaos: practical bifurcation and

stability analysis.Elsevier Science, Amsterdam

14 C-C Wang, C-K Chen, (2001) Bifurcation of self-Acting gas journal

bearings.ASME J Tribology, 123/ 755-767

15 Kyuho Sim, Daejong Kim, (2007).Design of Flexure Pivot Tilting Pads Gas

Bearings for High-speed Oil-Free Microturbomachinery.ASME J Tribology,

Vol 129 / 112-119

16       Static and Dynamic Characterization of a Bump-Type Foil Bearing Structure.ASME J Tribology, Vol 129(1)/75-83

17 A Metal Mesh Foil Bearing and a Bump-Type Foil Bearing: Comparison of Performance for Two

Similar Size Gas Bearings J Eng Gas Turbines Power 134(10)/ 102501

20 Nguy n Ti n Th , Nguy n Th     NgGi u qu    rongh  d ng c  

57

.T ạp chí Khoa học và Công nghệ ậ , t p 43, s 5 ố

21 K.H Groves, P Bonello (2010), Improved identification of squeeze-film

damper mPTVPTls for aeroengine vibration analysis, Tribology

International 43 (9) 16391649

22 Minh-Hai Pham, Xuan-Ha Nguyen and Bao-     

computation of the vibration of foil-air bearing-  The 16-th

Asia Pacific Vibration Conference (APVC2015), Hanoi, Vietnam

23 Minh-Hai PHAM*, Xuan-Ha NGUYEN*, Minh-Quan NGUYEN*,

Dang-            -air

bearing-   The 2 nd National Conference on Mechanical

Engineering and Automation, Hanoi University of Science and Technology

24     ng: S c b n v t li u t        n

bc Vit Nam 2011

25 

in a 2nd generation foil bearing for increasing shaft temperatures

Proceedings of the ASME/STLE 2009 International Joint Tribology

Conference, October 19-21, 2009, Memphis, Tennessee, USA

26 Yong-Bok Lee, Suk Bum Kwon, Tae Ho Kim and Kyuho Sim, Feasibility

Study of an Oil-Free Turbocharger Suppported on Gas foil Bearings Via on

Road Tests of a Two-Liter Class Diesel Vehicle J Eng Gas Turbines

Power 135(5), 052701 (Apr 23, 2013) (10 pages) Paper No: GTP- -1375; 12

doi: 10.1115/1.4007883 History: Received September 24, 2012; Revised

September 24, 2012

PHỤ Ụ L C

P1 Phương pháp lặp Newton-Raphson giđể ải phương trình đạ ối s phi tuy n ế

T n s : 