油膜的動(dòng)力特性，包括油膜剛度和阻尼，反應(yīng)了當(dāng)軸頸偏離了靜平衡位置并在此位置附近作變位運(yùn)動(dòng)時(shí)油膜力相應(yīng)的變化情況。

油膜不僅承受載荷，減輕摩擦，消除磨損等作用，從動(dòng)力學(xué)角度來(lái)說(shuō)，油膜是轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)中的一個(gè)環(huán)節(jié)。油膜的特性，對(duì)于整個(gè)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力性態(tài)有很大影響。油膜會(huì)影響轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子不平衡所引起的振幅、過(guò)臨界轉(zhuǎn)速時(shí)的共振放大倍數(shù)等等。

計(jì)算油膜動(dòng)力特性必須以不定常工況的Reynolds方程作為分析、計(jì)算的基礎(chǔ)（雷諾方程的求解可參考：徑向滑動(dòng)軸承靜特性計(jì)算(一)）），其無(wú)量綱形式：

 

求解剛度、阻尼常采用兩種方法：

(1)  用差分概念計(jì)算剛度、阻尼

(2)  用偏導(dǎo)數(shù)概念求剛度、阻尼

其中，用差分概念計(jì)算剛度、阻尼：

① 在平衡位置取位移微小擾動(dòng)，由幾何關(guān)系計(jì)算新位置下的偏心率和偏位角；

② 在新位置下直接求解雷諾方程，Simpson積分計(jì)算垂直、水平分力；

③ 由求出的力的變化量和位移擾動(dòng)量求出剛度系數(shù)；

④ 同理，在平衡位置去微小速度擾動(dòng)，求解雷諾方程，積分得垂直、水平分力；

⑤ 由求出的力的變化量和速度擾動(dòng)量求出阻尼系數(shù)。

以Kxx為例，在x方向給以+△x、-△x位移，由幾何關(guān)系，新位置下的偏心率、偏位角：




 

圖1 差分法求油膜剛度、阻尼

+△x擾動(dòng)得Fx1、Fy1；-△x擾動(dòng)得Fx2、Fy2；

同理，+△y擾動(dòng)得Fx3、Fy3；-△y擾動(dòng)得Fx4、Fy4；

+△Vx擾動(dòng)得Fx5、Fy5；-△Vx擾動(dòng)得Fx6、Fy6；+△Vy擾動(dòng)得Fx7、Fy7；-△Vy擾動(dòng)得Fx8、Fy8。

據(jù)上，用差分概念計(jì)算剛度、阻尼實(shí)質(zhì)上是求解八次雷諾方程，借助Matlab數(shù)值計(jì)算軟件進(jìn)行編程可計(jì)算出無(wú)量綱剛度系數(shù)阻尼系數(shù)。

取不同寬徑比、偏心率，得到無(wú)量綱剛度系數(shù)（相對(duì)單位為μωL/ψ^8）、無(wú)量綱阻尼系數(shù)（相對(duì)單位為μL/ψ^8）隨偏心率、寬徑比的變化曲線。








圖2 無(wú)量綱油膜剛度系數(shù)-偏心率-寬徑比變化關(guān)系


圖2、3分別為圓柱瓦的無(wú)量綱剛度、阻尼系數(shù)隨偏心率和寬徑比的變化曲線，由圖可見(jiàn)剛度、阻尼系數(shù)隨偏心率增大而增大，其增大速度隨軸承結(jié)構(gòu)、參數(shù)而異。軸承的剛度、阻尼系數(shù)是研究軸系振動(dòng)和穩(wěn)定性的重要性能參數(shù)，它不僅是計(jì)算軸承失穩(wěn)轉(zhuǎn)速的依據(jù)，而且是計(jì)算軸承臨界轉(zhuǎn)速的邊界條件。