Page 188 - 《振动工程学报》2025年第11期

测温系统
轴向力加载装置 测试轴瓦
摩擦力测试系统
试验平台
2646 振 动 工 程 学 报 第 38 卷
电气控制系统
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10 : 测点

1(3)
5 6 5
2 (6)
11 4 4
1-轴向力加载装置; 2-接油盒; 3-试验夹具; 4-油壶; 5-被测轴瓦; 6-轴承座; 7-联轴器;
8-扭矩传感器; 9-电机; 10-工作台; 11-径向力加载装置

图 5 翻边轴瓦摩擦学试验台示意图
Fig. 5 Schematic of test rig for journal-thrust coupled bearing
的温度数据与模拟值进行比较，验证结果如图 6（b）
表 1 润滑试验参数
Tab. 1 Lubrication test parameters 所示。径向和止推部件油膜温度的最大误差分别为

5.7% 和 4.8%，均低于 10%。所有计算结果与试验数
参数 数值
据相比都存在合理的偏差，证实了热-压-流耦合模型
径向部分内径/mm 40
在瞬态操作条件下的准确性。
止推部分外径/mm 60
本研究所建立的曲轴振动模型较为常规，通过
倾斜角/(°) 0.01
与 ANSYS 软 件 结 果 对 比 以 验 证 模 型 准 确 性 ， 基 于
−1
转速ω/(r·min ) 500
ANSYS 对某柴油机曲轴模型进行有限元建模，开展
滑油黏度η 0 /(Pa·s) 0.175
瞬态分析，待结果稳定后输出第 1 档轴瓦处各向位
进油温度T 0 /℃ 35
移曲线，并与振动程序计算得到的位移仿真结果进
行对比，相关计算材料设定如表 所示。
2
0.035
试验结果
仿真结果(热-压-流耦合模型)
0.030
仿真结果(常规模型) 表 2 振动仿真设定参数
0.025 Tab. 2 Parameters for vibration simulation
摩擦系数 0.020 参数 数值
0.015
−3
轴颈材料密度/(kg·m ) 7850
0.010
弹性模量/Pa 2.12×10 11
0.005 泊松比
0 10 20 30 40 50 60 0.3
时间 / min 轴瓦水平刚度/(N·m ) 2×10 9
−1
(a) 摩擦系数
−1
(a) Friction coefficient 轴瓦轴向刚度/(N·m ) 2×10 9
−1
60 轴瓦垂向刚度/(N·m ) 2×10 8
试验结果 仿真结果
50 45.8 46.3 48.5
43.3 第 1 档轴瓦处各向振动位移结果如图 7（a）~（c）
40
温度 / ℃ 30 所示，可以发现程序计算得到的竖直位移、水平位
结果均吻合较好，在趋
移和轴向位移结果与
ANSYS
20
势和幅值上较为一致，表明了曲轴振动模型具有可
10
信性，进而间接验证了耦合曲轴纵弯振动的翻边轴
0
测点1 测点2 瓦润滑模型的准确性。

(b) 测点温度
(b) Temperature

图 6 润滑性能参数验证结果 3 计 算 流 程
Fig. 6 Verification results of lubrication performance
parameters 振动模型的计算较为常规，在前述模型的基础