为了给旋转轴或轴颈提供足够的支撑，选择具有合适承载能力的流体动力轴承设计非常重要。如果施加的载荷大于轴承设计所能承受的载荷，则会导致过度磨损和不稳定。借助COMSOL Multiphysics软件的附加产品——转子动力学模块，您可以比较不同类型流体动力轴承的负载能力，并确定哪一种最适合您的特定应用。

　　选择合适类型的动压轴承

　　从电动机到汽轮机，流体动力轴承——一种流体轴承——在各种工业应用中为转子提供支撑。这些轴承旨在延长依赖它们的部件的使用寿命和安静运行，通过使用加压流体(如油或气体)来支持重载并减少滑动摩擦和振动。在流体动力轴承中，流体的加压通过由快速移动的轴颈推动的“泵送效应”进行，该轴颈泵送流体通过轴颈和轴承之间的间隙的会聚部分。

　　为了使流体动力轴承有效运行，其承载能力需要与应用的要求相关联。因此，了解不同类型的流体动力轴承对载荷的反应并利用这些知识来选择合适的设计是很重要的。借助转子动力学模块，您可以访问执行此类分析所需的特性和功能。

　　不同流体动力轴承的性能建模

　　这里给出的分析比较了八种不同的流体动力轴承。流体动力轴承可分为四种类型:

　　1.平原

　　2.省略的

　　3.对半分开

　　4.多叶

　　前三种类型仅包括一种配置。对于多凸角轴承，有五种不同的配置，包括:

　　1.一个双凸角轴承

　　2.两个三叶轴承

　　3.两个四凸角轴承

　　注意，三凸角轴承和四凸角轴承的配置在它们相对于静载荷的相对方位方面彼此不同。在一种配置中，静态负载作用在衬垫的中心;因此，这种配置称为衬垫负载或者砍伐配置，而在另一种配置中，负载作用在两个焊盘之间，称为焊盘之间的负载或者垂直线间的距离配置。

　　在轴颈轴承内，轴颈以角速度ω(rad/s)旋转。关于轴颈的静态位置，以这样的方式获得，即由流体膜在水平方向上产生的净力为0。同样的力平衡轴颈重量W在垂直方向上。

　　为了执行计算，我们需要包括以下参数:

　　动态粘滞度

　　空化压力下的密度

　　可压缩性

　　下表总结了本次模拟中使用的值。它们与实际轴承中使用的润滑油值相似。

　　分析仿真结果

　　首先，我们可以查看不同轴承类型的液膜压力分布，以便了解压力分布。

　　薄膜中的压力在薄膜的收敛部分增加，在相邻的发散部分迅速降低。为了更容易地研究3D图的结果，让我们来看一个2D图，其中柱面被展开成矩形。从下图中可以清楚地看出，轴承的间隙轮廓对薄膜中的压力分布有很大的影响。

　　在下一个图中，我们将轴颈偏心率与载荷进行比较。有利的期刊是那些偏心率较小的期刊。该图显示，在工作范围内具有最佳偏心率的轴承是两半式和三瓣式杠杆式轴承。在负载大于5000牛顿的情况下，四瓣低通型偏心率最高，而四瓣低通型偏心率最低。

　　如果载荷较小，轴颈的平衡位置倾向于主要在y-方向，轻微移动z方向。当负载较大时，轴颈向负方向移动z-方向非常快。超过阈值负载时，轴颈会与轴承底部接触。这就限制了轴承的承载能力。该曲线有助于确定轴承在给定轴颈偏心率值下能够承受的安全运行极限载荷。

　　参考状态(左)和平衡状态(右)下的流体厚度分布。