Page 10 - 摩擦学学报2025年第5期

644 摩擦学学报（中英文） 第 45 卷

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10 μm No preload-amplitude 20 μm
15 μm Preload 30 N-amplitude 20 μm
20 μm 4 Preload 50 N-amplitude 20 μm
Stiffness/(MN/m) Stiffness/(MN/m) 3 2
2

1
1

0 0
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
Frequency/Hz Frequency/Hz
Fig. 12 Effect of different amplitudes on the stiffness of Fig. 14 Effect of different preload forces on the stiffness of
multi-leaf air foil bearings multi-leaf air foil bearings
图 12 不同振幅对多叶型空气箔片轴承刚度影响 图 14 不同预紧力对多叶型空气箔片轴承刚度影响

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10 μm 6 No preload-amplitude 20 μm
15 μm Preload 30 N-amplitude 20 μm
20 μm 5 Preload 50 N-amplitude 20 μm
Damping/(kN·s/m) 1 Damping/(kN·s/m) 4 3
2

1 2
0
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
Frequency/Hz Frequency/Hz
Fig. 13 Effect of different amplitudes on the damping of
Fig. 15 Effect of different preload forces on the damping of
multi-leaf air foil bearings
multi-leaf air foil bearings
图 13 不同振幅对多叶型空气箔片轴承阻尼影响
图 15 不同预紧力对多叶型空气箔片轴承阻尼影响
分别给轴承施加0、30和50 N的预紧力，轴承的刚度和
80

阻尼分别如图14和图15所示，轴承刚度随着预紧力的 40 Hz-10 μm
60 100 Hz-10 μm
增大而增大. 初始预紧力越大，顶箔和波箔之间相互接 180 Hz-10 μm
40
触产生变形，参与变形的波箔数量越多，越能体现轴承 20
的刚度，所以刚度会增加. 轴承阻尼也随预紧力增大 Force/N 0
而增大，初始预紧力越大，系统运动时所消耗的能量 −20
越大，相应产生的机械损耗越大，所以阻尼也会越大. −40

3.4 不同频率、不同振幅、不同预紧力对回滞曲 −60
线影响 −80
−15 −10 −5 0 5 10 15
为了详细分析，给出不同频率、振幅和预紧力对回 Displacement/μm
滞曲线影响. 图16、图17和图18分别所示为不同频率、振 Fig. 16 Effect of different frequencies on dynamic
hysteresis curve
幅和预紧力对动态回滞曲线的影响. 随着频率的增加，
图 16 不同频率对动态回滞曲线的影响
动态回滞曲线的面积变化不太明显，一方面由于频率增
大影响箔片之间相互接触表面的粘性，从而使摩擦系数
4 结论
增大，另一方面频率增大加快了箔片之间的运动速度，导
致摩擦系数减小. 振幅和预紧力增加，动态回滞曲线的 本文中通过试验方法研究了多叶型空气箔片轴
面积也随之增大，这与系统运动做功有关，振幅和预紧 承的静态特性和动态特性，主要结论如下：
力越大，系统做功越多，相应产生能量损耗也越大. a. 静态特性试验表明静载荷和轴承刚度是非线性