特殊工况下水下航行器水润滑尾轴承鸣音机理及试验研究

水润滑尾轴承是水下航行器推进装置的重要部件，开展本项目研究可以从理论上深入探讨尾轴承鸣音产生机理，揭示鸣音与摩擦、润滑、磨损以及轴承材料、结构、工况等诸多因素间的关系，这对于减振降噪，提高水下航行器的隐蔽性与生存能力具有重要的理论意义与工程应用价值。.本项目针对水下航行器水润滑尾轴承的低速、重载、大潜深的特殊工况，进行计入润滑水流速与螺旋桨轴线倾斜的雷诺方程推导与求解；轴、轴承与润滑介质的流固耦合有限元仿真；轴承内部流场CFD分析与润滑机理数值分析等方面的研究，探讨尾轴承鸣音机理与摩擦学特性的内在联系，分析轴承材料、结构、接触变形与温度以及水槽数量、分布与形状等对轴承鸣音的影响规律。同时，进行轴承材料筛选以及轴承台架模拟试验，测试摩擦系数、温度、变形、振动与噪声等相关参数并进行数据融合，完善数学模型，验证理论的正确性。

水润滑尾轴承鸣音严重地影响水下航行器的隐蔽性与生存能力，因此有必要深入探讨轴承鸣音机理，进行理论创新，建立自己的理论知识体系。这对于有效控制轴承的摩擦振动，提升水下航行器的静音水平，具有重要的理论意义和工程应用价值。项目采用数值计算、有限元仿真和试验相结合的方法，建立计入尾轴倾角以及相关影响因素的热-流-固耦合模型，通过理论分析与试验验证，提出了将摩擦学特性（摩擦、磨损、润滑、水温）与摩擦系数－滑动速度负斜率特征相结合解释轴承鸣音机理的新思路，揭示了轴承结构、材料、摩擦系数、速度、润滑水温、工作比压、磨损状况、螺旋桨水动力等单因素或多因素对尾轴承鸣音的影响状况，为解决水下航行器的这一难题提供了理论支持。