Обзор методов оценки коэффициентов жесткости и демпфирования опор скольжения

Турбонаддув двигателей внутреннего сгорания играет важную роль в обеспечении необходимых показателей качества и эффективности. Оценка стабильности работы ротора турбокомпрессора должна быть выполнена еще на стадии проектирования, с учетом характеристик опор. В современной инженерной практике доступный функционал для анализа динамики ротора на опорах скольжения ограничен и, как правило, требует предварительного знания коэффициентов жесткости и демпфирования. Основной целью данной статьи является обзор методов оценки динамических характеристик подшипников скольжения, которые применяются в качестве опор современных турбокомпрессоров. Приведена общепринятая модель схематизации подшипника с масляной смазкой в виде пружин и демпферов с соответствующими характеристиками. В работе представлены описание основных принципов определения коэффициентов жесткости и демпфирования. Приведены описания коммерческих программных комплексов для решения данного типа задач. Обозначены основные типы подшипников скольжения, для которых возможет анализ динамических характеристик. Также отражены основные методы, применяемые современными ученными при оценке коэффициентов жесткости и демпфирования подшипников скольжения различных типов. Сформулированы основные пробелы современных исследований. Приведен недостаток общепринятого подхода к оценке динамических характеристик, на основании чего обозначена цель дальнейших изысканий. Современные турбокомпрессоры даже при работе на стационарных режимах могут подвергаться ударным нагрузкам, вибрациям с большими амплитудами, которые неизбежно влекут за собой большие отклонения ротора, не соответствующие предположению малых орбит вокруг положения равновесия. Данное обстоятельство ставит вопрос о ином подходе к определению коэффициентов жесткости, который может быть основан на комбинации линеаризации силы в положении равновесия и дополнительной математической моделью, описывающей область больших смещений, которая будет коррелировать с результатами нелинейного анализа.