摘要
超音波浮上軸受の性能向上のために、放射方向包容型超音波浮上軸受構造の最適設計手法を提案した。薄板理論および弾性力学に基づき、軸受筐体構造の固有振動数と放射方向たわみの数学モデルを構築し、筐体構造の長さ、半径、壁厚の3つのパラメータを設計変数とし、固有振動数と放射方向たわみを最適化の目的関数とした。多目的遺伝的アルゴリズムにより解を求め、パレート解集合から設計要求を最も満たす解を選択し、長さ40 mm、半径10 mm、壁厚2 mmを最適結果とした。本論文の最適化手法の有効性を検証するため、3組の軸受を製作し比較実験を行った。実験結果は、最適化された軸受構造が超音波浮上軸受の固有振動数と放射方向たわみの性能要件を兼ね備え、大きな放射方向浮上力を発生可能であることを示した。本研究の手法と結果は、新型超音波浮上軸受の設計および製造に重要な指針となる。
关键词
超音波浮上軸受;多目的遺伝的アルゴリズム;最適設計;気体押出膜
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