第1章液體靜壓潤滑基礎知識(1)
1.1潤滑油的主要性質(1)
1.1.1激光焊接介紹(1)
1.1.1密度和重度(1)
1.1.2黏度(2)
1.2流體的流動性質(3)
1.2.1層流與紊流(4)
1.2.2雷諾數(4)
1.3牛頓定律及非牛頓流體(4)
1.3.1牛頓定律(4)
1.3.2非牛頓流體(5)
1.4流體動壓形成原理(6)
1.5油液在平行平板、小孔、圓管、環形縫隙中的黏性流動(6)
1.5.1平行平板縫隙的黏性流體流動(7)
1.5.2圓臺的黏性流體流動(9)
1.5.3環形縫隙內的黏性流體流動(10)
1.6液體靜壓潤滑的節流器(11)
1.6.1節流器的工作原理(11)
1.6.2常用節流器(12)
第2章雷諾方程及計算方法(16)
2.1雷諾方程及廣義雷諾方程(16)
2.1.1雷諾方程(16)
2.1.2廣義雷諾方程(20)
2.2雷諾方程求解的邊界條件(21)
2.3孔入式液體靜壓徑向軸承壓力控制方程(23)
2.3.1孔入式液體靜壓徑向軸承結構及工況參數(23)
2.3.2油膜壓力控制方程(24)
2.4孔入式液體靜壓徑向軸計算方法(26)
2.4.1繫統整方程(26)
2.4.求解雷諾方程的程序流程圖(34)
第3章孔入式液體靜壓徑向軸承靜動態特計算方法及分析(36)
3.1液體靜壓潤靜態特性參數計算方法(36)
3.2液體靜壓潤動態特性參數計算方法(38)
3.3孔入式液體靜壓徑向軸承軸心穩態平衡位置的計算方法(40)
3.4孔入式液體靜壓徑向軸承靜動態特性分析(42)
3.4.1節流繫數對油膜承載能力的影響(43)
3.4.2速度繫數對油膜承載能力的影響(47)
3.4.3進油孔位置對油膜承載能力的影響(51)
3.4.4供油孔數量對油膜承載能力的影響(52)
3.4.5非對稱結構對油膜承載能力的影響(53)
第4章孔入式液體靜壓徑向軸承非線性穩定邊計算方法及分析(62)
4.1油膜失穩機理及線性臨界轉速的計算(62)
4.2液體懸浮軸承軸心軌跡的計算方法(66)
4.3液體懸浮軸承線性與非線性軸心軌跡對比(68)
4.4液體懸浮軸承的非線性穩定性邊界求解(74)
4.5液體懸浮軸承的非線性穩定性特性分析(76)
4.5.1孔入式液體靜壓徑向軸承的設計參數對臨界轉速的影響規律(76)
4.5.2非線性穩定性邊界與工況參數的關繫(79)
第5章考慮粗糙度的孔入式液體靜壓徑向軸承靜動特計算方法及分析
(83)
5.1考慮粗糙表面的孔入式液體靜壓徑向軸承分析方法及其求解過程(84)
5.1.1粗糙表面研究方法(84)
5.1.2計入粗糙表面的孔入式液體靜壓徑向軸承分析方法(91)
5.1.3考慮粗糙度計算方法(94)
5.2高斯分布粗糙表面對孔入式液體靜壓徑向軸承靜動態特性的影響
(100)
5.2.1長寬比對考慮粗糙表面的孔入式液體靜壓徑向軸承承載力的影響分析
(100)
5.2.2表面粗糙度大小對孔入式液體靜壓徑向軸承承載力的影響分析
(101)
5.2.3粗糙表面對孔入式液體靜壓徑向軸承靜動態特性的影響分析
(102)
5.3非高斯分布粗糙表面對孔入式液體靜壓徑向軸承靜動態特性的影響
(109)
5.3.1非高斯分布粗糙表面模型分析(110)
5.3.2非高斯分布粗糙表面對孔入式液體靜壓徑向軸承靜動態特性的影響分析(112)
第6章考慮非牛頓和滑移的孔入式液體靜壓徑向軸承靜動特計算方法及分析(125)
6.1考慮壁面滑移的修正雷諾方程(125)
6.2考慮邊界滑移的修正雷諾方計算方法(128)
6.3考慮邊界滑移的靜壓支承靜動特性分析(129)
6.3.1滑移面/無滑移面參數的優化設計(130)
6.3.2非牛頓效應與壁面滑移效應的相互作用(133)
6.3.3穩態條件下的靜動態特性(133)
第7章液體靜壓導軌靜動態特計算方法及分析(142)
7.1小孔節流矩形靜壓油數值計算模型(142)
7.1.1小孔節流矩形靜壓油墊結構及工況參數(142)
7.1.2油膜壓力控制方程(144)
7.2小孔節流矩形靜壓油墊網格劃分(144)
7.3小孔節流矩形靜壓油墊靜動態特性參數計算方法(145)
7.4小孔節流矩形靜壓油墊靜動態特性分析(147)
7.4.1網格收斂性分析和計算模型驗證(147)
7.4.2小孔節流矩形靜壓油墊壓力分布對比分析(147)
7.4.3變傾角情況下，z、x、y、等靜態參數隨傾角的變化規律
(148)
7.4.4變油腔深度情況下，z、x、y、等靜態參數隨油膜厚度的變化規律
(148)
7.4.5變傾角情況下，zz、θxθx、θyθy、zz、θxθx、θyθy等動態參數隨油膜厚度的變化規律(148)
7.4.6變油腔深度情況下，zz、θxθx、θyθy、zz、θxθx、θyθy等動態參數隨油膜厚度的變化規律(152)
參考文獻(154)

運動支承作為制造裝備的基礎部件，是制造裝備精度鏈、剛度鏈的重要環節，其承載力、剛度等特性是制造裝備力學性能的重要組成因素，直接影響著制造裝備的執行精度。國外精密重型/超重型機床和超精密制造裝備已較廣泛地使用液體靜壓支承作為主軸繫統和進給繫統的關鍵運動支承部件。隨著高端制造裝備對運動支承的精度、速度和承載性能要求的化，液體靜壓支承正逐漸成為當今高速、精密及重載運動繫統結構的主要發展方向。然而，目前國內外的專著尚缺乏利計算考慮多因素的液體靜壓支承靜動態特性基礎理論方面的數值計算，故本書將重點關注利計算方法來解決考慮多因素的液體靜壓支承性能的數值計算及分析，計算全部采用Matlab編程實現。液體靜壓支承具有近零摩擦、無磨損、效率高、運動平穩、能夠有效隔離振動傳遞等優點，且工程適應性好，較好地滿足了重型/超重型精密加工裝備、超精密加工制造裝備對運動支承的性能要求，廣泛應用於航空、航天、航海等領域中的高端微納米精度加工裝備如IC制造裝備、超精密加工機床、高檔激光加工裝備，其直接影響了高端制造加工裝備的繫統級運動穩定性與精度性能。在研究液體靜壓支承的過程中，為研究其內部潤滑機理，首先需對流動主控方程進行離散化，現有的流動主控方程的離散方法主要方法、有限差分法及有限體積法方法對復雜的數學物理問題有著廣泛的適應性，隨著電子計算機技術的高速發展，其在力學、物理及工程應用中的應用越來越廣泛。目前，國內外尚缺乏利對考慮多因素的液體靜壓支承靜動態特性基礎理論方面進行數值計算的專著，故本書將重點關注利計算方法來解決考慮多因素的液體靜壓支承性能的數值計算及分析，計算全部采用Matlab編程實現。本書首先從液體靜壓潤滑基礎知識入手，繫統講解雷諾方計算方法，並針對考慮粗糙度、非牛頓潤滑、滑移、油墊傾角等因素的液體靜壓支承靜動態特性進計算與分析。本書第1章講解了液體靜壓潤滑基礎知識；第2章講解了常規雷諾方程及廣義雷諾方程的推導過程，並以經典的孔入式液體靜壓徑向軸承為研究對像，詳細闡述了常規雷諾方程計算方法，而廣義雷諾方程計算方法將在第6章進行講解；本書第3章至第6章仍以經典的孔入式液體靜壓徑向軸承為研究對像，其中第3章和第4章主要研究了其基本的靜動態特性及穩定性，第5章建立了考慮粗糙度的雷諾方程，利計算方法求解及分析，而第6章則建立了考慮非牛頓和滑移的廣義雷諾方程，同樣利計算方法對其進行求解及分析；在利計算方法探究了經典的孔入式液體靜壓徑向軸承的基本特性後，本書在第7章嘗試將計算方法應用於液體靜壓導軌，建立了考慮油墊傾角的廣義雷諾方程，並提出了新的方法對其進行網格劃分，進而利計算方法進行求解及分析。本書所使用的研究方法及獲得的成果，將為精密重型/超重型機床和超精密制造等高端制造裝備統級運動穩定性與精度性能提供基礎的理論依據與技術支撐。故本書可供計算力學和計算數學工作者、機械工程專業本科生或研究生及相關專業師生的教材或參考用書，也可作為流體動力學基礎理論研究人員及相關工程技術人員的參考用書。本書主要由華中科技大學黃禹教授、榮佑民博士撰寫，參與本書編寫工作的有：曹海印、吳若麟、李建、陳潤昌等博士生，另外，研究生李宇恆和陶宇軒完成了文章文字及格式修改方面工作。本書的撰寫還得到了課題組同事們的大力指導和幫助。在此一並表示感謝。本書內容主要基於國家自然科學基金重點項目——高性能流體靜壓支承繫統的基礎研究（編號：51235005）和正在執行的國家自然科學基金面上項目——基於非高斯粗糙表面重構的超精密液體靜壓導軌微流場分析及微振動主動控制（編號：51875223）的部分成果。在此，特別感謝國家自然科學基金委的資助，感謝段正澄院士、邵新宇院士對本科研工作給予的指導和支持因時間關繫和水平所限，書中難免有諸多不足之處，懇請廣大讀者批評指正。