Конечно-элементное моделирование упругогидродинамики крейцкопфного подшипника скольжения судового дизеля ДБ27

Рыбкин Н.Н.

Брянский государственный технический университет, Брянск

Ключевые слова: подшипник скольжения, судовой дизель ДБ27, гидродинамическое трение, метод конечных элементов, деформирование поверхностей, программное обеспечение.

Аннотация. Кратко изложены методики моделирования специального класса задач подшипников жидкостного трения, реализованные в программном комплексе BBFEM 3.0. Показаны возможности учета упругой податливости на основе трехмерного двадцатиузлового конечного элемента, в котором совместные функции формы второго порядка дополнены несовместными функциями формы третьего порядка, при котором точность расчета сохраняется даже при моделировании тонких антифрикционных слоев, когда длина большей стороны элемента в 100 и более раз превышает длину его меньшей стороны. Представлена итерационная схема с чередованием решений упругой и гидродинамической задач, в том числе позволяющая учесть несогласованность соответствующих сеток дискретизации. Приведены результаты конечно-элементных расчетов течения смазывающей жидкости для жесткой и податливой втулки крейцкопфного подшипника скольжения ДБ27, применяемого в малооборотных крупных судовых дизелях. Получены эпюры давления, траектории движения вала в подшипнике, характеристики расхода смазывающей жидкости.

Elastic hydrodynamic finite-element modeling of crosshead sliding bearing of marine diesel DB27

Rybkin N.N.

Bryansk State Technical University, Bryansk

Keywords: cylindrical friction bearing, marine diesel DB27, hydrodynamic friction, finite elements method, deformation of surfaces, software products.

Abstract. Briefly shown special modeling methods for liquid friction bearings implemented in software BBFEM 3.0. Described possibilities of elastic compliance calculation based on a three-dimensional twenty-node finite element in which the joint shape functions of the second order are supplemented with disjoint shape functions of the third order. The finite element helps to achieve accuracy of calculation at modeling thin antifriction layers, when length of the largest side of element is 100 or more times the length of its smaller side. Total iterative scheme consists of sequential solution of elastic and hydrodynamic problems including inconsistency of the corresponding discretization meshes. Presented finite element calculation results of lubricating fluid flow for several bushings of DB27 crosshead sliding bearing used in low-speed large marine diesel engines. Obtained pressure diagrams, shaft trajectory, characteristics of the lubricating fluid flow.