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申请/专利权人：西安科技大学

摘要：本发明公开了一种基于拓扑优化的动静压滑动轴承及设计方法，涉及增材制造领域，包括轴承座、动静压滑动轴承和点阵结构，所述动静压滑动轴承设置在轴承座内部，所述动静压滑动轴承的内表面滑动设置有轴，所述动静压滑动轴承包括轴承外壳和轴承腔体，所述轴承腔体内部填充有点阵结构，所述点阵结构由多个点阵包元组成，所述点阵结构与轴承外壳均采用SLM增材制造技术进行一体化打印，可以最大限度地减轻零件的重量，同时保持结构的强度和刚度，从而降低整体质量，提高零件的稳定性、耐久性和可靠性，提高零件的性能和效率，符合节能环保的要求，有利于产品个性化和定制化。

主权项：1.一种基于拓扑优化的动静压滑动轴承，包括轴承座、动静压滑动轴承和点阵结构，其特征在于，所述动静压滑动轴承设置在轴承座内部，所述动静压滑动轴承的内表面滑动设置有轴，所述动静压滑动轴承包括轴承外壳和轴承腔体，所述轴承腔体内部填充有点阵结构，所述点阵结构由多个点阵包元组成，所述点阵结构与轴承外壳均采用SLM增材制造技术进行一体化打印，所述动静压滑动轴承内部两侧均开设有轴承供油孔，所述轴承座内部开设有总供油孔，所述总供油孔连接有油箱，所述轴承座内部设置有分油矩形槽，所述分油矩形槽分隔为两个与总供油孔相连通的供油槽，两个所述供油槽均与轴承供油孔相连通，所述动静压滑动轴承内部开设有滑动轴承深油槽和滑动轴承浅油槽；所述滑动轴承深油槽与滑动轴承浅油槽均通过形状拓扑优化的方式优化为异形深浅腔油槽，变密度拓扑优化对基于流固耦合下的动静压滑动轴承进行点阵结构轻量化设计，所述点阵结构的包元采用体心交叉立方体；两个所述供油槽包括第一供油槽和第二供油槽，所述油箱中的油沿着分油矩形槽分成两路并流入两个供油槽中，所述供油槽中的油经过轴承供油孔并给动静压滑动轴承的深油槽供油；所述轴承座上设置有压力传感器和油液温度传感器，两个所述压力传感器包括第一油膜压力传感器和第二油膜压力传感器，用于采集实验过程中油膜压力的数据；所述轴承座上设置有第一支撑施载槽和第二支撑施载槽，所述支撑施载槽与液压施载机构相连接，能够提供支撑和外部施加载荷；基于拓扑优化的动静压滑动轴承的设计方法，包括如下步骤：1）根据动静压滑动轴承设计手册，根据工况选的初始动静压滑动轴承的结构，计算其静态特性及重量；2）利用移动渐近线算法得到了最大载荷承载能力阶梯深浅腔形状拓扑优化的最佳几何形状；3）对比优化前后油槽形状产生的承载力，基于流固耦合仿真，探究优化后的动静压滑动轴承油槽在特定工况参数及结构参数下的静态特性规律；4）在最优的结构参数下，通过流固耦合对动静压滑动轴承进行点阵拓扑优化结构设计，达到减重的效果；5）将点阵拓扑优化好的动静压滑动轴承，利用SLM增材制造技术进行制作，并进行热处理、抛光及内外表面的精加工；6）将轴承座内部开设两个供油槽，在上端开有供油口，下端开有温度、压力传感器的孔，并将内表面进行机加工与点阵拓扑优化好的动静压滑动轴承进行装配。

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