国家自然科学基金(11102071)
- 作品数：7 被引量：47H指数：4
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- 微尺度气体润滑的非平衡流效应分析被引量：1
- 2017年
- 微尺度气体润滑中,引起微尺度气体润滑压力降低的原因在于润滑流的非平衡流效应。微尺度气体润滑的非平衡流效应不仅会引起壁面气流速度滑移,而且会引起润滑气流热通量的变化。本文首先给出了基于Boltzmann矩方程的微尺度气体润滑模型(矩方程润滑模型);其次,与FK润滑模型和直接模拟Monte Carlo方法的分析结果比较,验证基于矩方程润滑模型的有效性;再次,基于矩方程润滑模型,分析不同轴承数情形下微尺度气体润滑的非平衡流效应。研究表明,随着轴承数的增大,微尺度气体润滑的非平衡流效应增强,表现为壁面速度滑移及热通量均增大。与壁面速度滑移的变化相反,随着轴承数的增大,非平衡流效应引起气膜压力及承载力的变化较小。这一反常现象的原因在于气体的可压缩性。
- 杨琴张海军沈剑英顾晓军
- 关键词：非平衡流速度滑移热通量
- 压电陶瓷驱动器杠杆式柔性铰链机构放大率计算方法被引量：20
- 2013年
- 在精密微位移领域,杠杆式柔性铰链机构常被用来放大压电陶瓷驱动器产生的微小位移。在考虑柔性铰链转动中心偏移量的基础上,推导出杠杆式柔性铰链机构放大率计算公式,并采用有限元分析和实验测试进行验证。通过公式计算、有限元仿真分析和实验测试得到的放大率分别为8.31、8.38和8.20,有限元仿真值和公式计算值之间的误差为1%,实验测试值和公式计算值之间的误差为1.3%,证明了计算公式的正确性。
- 沈剑英张海军赵云
- 关键词：压电陶瓷驱动器放大率
- 基于Boltzmann矩方程的扩展速度滑移边界条件被引量：1
- 2017年
- 针对半空间流,从R13矩方程出发,基于壁面附近Knudsen层外Knudsen层的修正效应近似为零的条件,理论推导得到等温情形下扩展的速度滑移边界条件.该速度滑移边界条件的滑移系数是不固定的,不仅与气流的努森数有关,还与壁面适应系数有关.以微Poiseuille流为例,分析扩展的速度滑移边界条件的适用性.研究表明,在近过渡流区,扩展的速度滑移边界情形下的质量流率与基于Boltzmann-硬球分子模型方程的结果更为接近,优于现有文献中的速度滑移边界条件.当努森数为1时,扩展的速度滑移边界条件情形下的气流速度与直接模拟Monte Carlo(DSMC)模拟结果之间的差别仍然较大.
- 杨琴张海军沈剑英刘宇陆
- 关键词：速度滑移滑移系数
- 新型桥式机构放大率的计算、分析和实验验证被引量：6
- 2015年
- 单边直圆形柔性铰链在结构上更紧凑、体积更小,本文提出了一种新型的基于单边直圆形柔性铰链的桥式机构,建立机构1/4结构的力学分析模型,并推导出该机构放大率的理论计算公式。为了验证公式,先采用有限元软件ANSYS仿真分析,再加工出实物进行测试。验证结果表明:理论计算值与有限元仿真值、实验测试值都非常吻合,误差分别为1.94%和4.84%,从而证明放大率理论计算公式的准确性。
- 沈剑英张海军
- 关键词：放大率
- 微气体轴承-转子系统动力特性研究被引量：2
- 2012年
- 针对微气体轴承,基于1阶速度滑移边界,推导得到修正Reynolds方程,然后采用双向隐式算法(ADI)求解动态Reynolds方程,得到轴承非线性气膜力,并结合刚性转子运动方程,计算转子系统不平衡响应,得到了转子轴心轨迹、时间历程、功率谱和Poincare图等,分析了微气体轴承-转子系统的动力特性。分析表明,随着转子转速的升高,转子系统运动表现出倍周期和概周期等复杂的动力特性。
- 张海军祝长生
- 关键词：气体轴承转子REYNOLDS方程
- 广义Maxwell速度滑移边界模型被引量：10
- 2013年
- 针对存在挤压速度情形的近连续滑移流区微轴承内气体流动,基于气固界面Knudsen层内动量和能量通量的守恒,利用Grad13矩近似的速度分布函数,详细推导广义Maxwell速度滑移边界模型,给出了其与典型Maxwell速度滑移边界的差别.研究表明在不考虑壁面温度梯度和挤压速度影响时,所得到的广义Maxwell速度滑移边界模型与典型Maxwell速度滑移模型是一致的;通过在微尺度气体轴承流动控制方程应用,获得一套适于气体轴承内流动气固表面速度滑移边界数学模型.
- 张海军祝长生杨琴钟志贤
- 气体稀薄效应对微机电系统(MEMS)气体轴承-转子系统不平衡响应的影响被引量：7
- 2015年
- 为研究气体稀薄效应对微机电系统(MEMS)气体轴承-转子系统不平衡响应的影响,给出了MEMS气体轴承-转子系统运动方程和MEMS气体轴承的雷诺方程;利用双向隐式差分算法,给出了修正雷诺方程的详细数值求解过程;将转子运动方程与雷诺方程相结合,采用4阶龙格-库塔方法计算分析了气体稀薄效应对气体轴承-转子系统不平衡响应的影响。研究结果显示,考虑气体稀薄效应后,当质量偏心距较大时,MEMS气体轴承-转子系统的失稳轴颈转速较大,表明合适的偏心质量有助于改善系统的稳定性;在相同的质量偏心距下,考虑气体稀薄效应时气体轴承-转子系统在较低轴颈转速处出现峰值,表明此时不平衡偏心质量对气体轴承-转子系统运动的影响增大。
- 杨琴刘宇陆张海军祝长生
- 关键词：微机电系统
