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高速水润滑螺旋槽轴承静动态特性研究

水润滑螺旋槽轴承集承载力大、稳定性好、摩擦功耗低和自动泵送作用等优良性能于一体，可望在高速精密旋转机械中获得工程应用。然而，高速工况下，水润滑螺旋槽轴承会出现一系列的现象。首先，水的初生空化数高，水流中的微气核在高速下更容易生长成空化泡，轴承往往处于气-液两相流润滑状态；空化现象是一个非常复杂的动力学过程，气相和液相在空化区域会交替出现，气-液界面上还存在质量、动量和能量传递。其次，水的运动粘度低，高速水流更趋于紊态流动；同时，流体惯性效应凸显，进而严重影响螺旋槽的自动泵送作用。此外，水膜厚度非常薄，随着轴承转速和尺寸的不断增大，水膜会受到强烈的剪切作用，摩擦功耗大，粘性生热效应已不容忽视。因此，考虑空化效应、惯性效应、紊流效应和热效应等多种影响因素的耦合作用，开展高速水润滑螺旋槽轴承润滑建模、静动态特性分析和试验研究，揭示空化、惯性、紊流和发热对轴承工作性能的影响规律，是高速水润滑螺旋槽轴承性能分析和工程设计亟需解决的重要问题。