[发明专利]一种弹性环式挤压油膜阻尼器的流固耦合计算方法

权利要求书

1.一种弹性环式挤压油膜阻尼器的流固耦合计算方法，其特征在于，包括:

采用雷诺方程建立油膜压力和油膜厚度之间的定量关系，预设一油膜厚度；

通过油膜压力和油膜厚度之间的定量关系求解油膜压力；

根据弹性环段所受载荷，计算弹性环各处截面弯矩；

采用差分法，对弹性环段的空间形态函数在局部坐标系下的变形方程进行离散，建立弹性环段的空间形态的方程组，利用高斯消除法求解，获得弹性环段的空间变形；

根据弹性环段的空间变形，得到弹性环的变形，再根据弹性环的变形与油膜厚度的定量关系得到油膜厚度；

当油膜厚度满足收敛条件时，获取对应的油膜厚度和/或油膜压力；当油膜厚度不满足收敛条件时，将油膜厚度代入油膜压力和油膜厚度之间的定量关系重新求解油膜压力。

2.如权利要求1所述的弹性环式挤压油膜阻尼器的流固耦合计算方法，其特征在于，油膜压力和油膜厚度之间的定量关系包括内油膜压力与内油膜厚度之间的定量关系、外油膜压力与外油膜厚度之间的定量关系；其中，

内油膜压力与内油膜厚度之间的定量关系是：

式中，R_i表示中层内油膜的半径，p_i(θ,z,t)表示内油膜压力，h_i(θ,z,t)为内油膜厚度，r(θ,z,t)为弹性环的变形函数，Ω表示轴颈涡动的角速度，μ表示油的粘度，θ和z分别表示周向和轴向坐标，t表示时间；

外油膜压力与外油膜厚度之间的定量关系是：

式中，表示外油膜的压力，h_e(θ,z,t)为外油膜的厚度，R_e表示中层外油膜的半径。

3.如权利要求1所述的弹性环式挤压油膜阻尼器的流固耦合计算方法，其特征在于，计算弹性环各处截面弯矩具体方法是：将弹性环段展开为一维结构模型，采用左截断法或右截断法获得弹性环各处截面弯矩。

4.如权利要求3所述的弹性环式挤压油膜阻尼器的流固耦合计算方法，其特征在于，采用左截断法获取弹性环各处截面弯矩，具体公式为：

式中，F_R是弹性环段的右端凸台处的支反力，M(η)是弹性环段η处的弯矩，η为沿着弹性环段切向的局部坐标，L为弹性环段的长度，i表示环式挤压油膜展开后长度方向的分段标记，为位于弹性环段中间凸台左侧的环段受到的内油膜力集度，为位于中间凸台右侧的环段受到的内油膜力集度，q_o(η)表示当前弹性环段受到的外油膜力集度，τ为辅助积分变量。

5.如权利要求3所述的弹性环式挤压油膜阻尼器的流固耦合计算方法，其特征在于，采用右截断法获取弹性环各处截面弯矩，具体公式为：

式中，F_L是弹性环段的左端凸台处的支反力，M(η)是弹性环段η处的弯矩，η为沿着弹性环段切向的局部坐标，L为弹性环段的长度，i表示环式挤压油膜展开后长度方向的分段标记，为位于弹性环段中间凸台左侧的环段受到的内油膜力集度，为位于中间凸台右侧的环段受到的内油膜力集度，q_o(η)表示当前弹性环段受到的外油膜力集度，τ为辅助积分变量。

6.如权利要求4或5所述的弹性环式挤压油膜阻尼器的流固耦合计算方法，其特征在于，和q_o(η)通过环段上网格区域受到的集中力计算，环段上网格区域受到的集中力计算通过以下公式计算：

式中，F_k(θ,z,t)表示环段上第k个网格区域受到的集中力，θ和z分别表示周向和轴向坐标，t表示时间，R表示对应的油膜半径，计算外油膜时为中层外油膜的半径，计算内油膜时为中层内油膜的半径，表示该网格四个顶点压力值的算术平均值，即

式中，j表示环式挤压油膜展开后宽度方向的分段标记。