פרמטרים ובדיקה של ביצועי חותם מברשת

הערכת הביצועים של אטמי מברשת כוללת פרמטרים כמו קצב דליפה, מאפייני היסטרזיס, כוח מגע בין זיפי המברשת והרוטור, וחיכוך ובלאי. סימולציה מספרית משמשת כשיטה מכרעת לחקירת ביצועי איטום מברשת. מודל מספרי למאפייני ההיסטרזיס של אטמי מברשות-שפותח באמצעות תוכנת האלמנטים הסופיים ABAQUS-משלב אינטראקציות מגע בין הזיפים, כמו גם בין הזיפים ללוח הגיבוי והרוטור; יתר על כן, שיכוך מוכנס כדי לשפר את ההתכנסות. המחקר מצביע על כך שהגדלת הפרש הלחץ וקוטר הזיפים מעצימה את ההיסטרזיס, בעוד שהגדלת זווית נטיית הזיפים מחלישה אותה; לאורכם החופשי של הזיפים יש השפעה מוגבלת בלבד על ההיסטרזיס. קוטר הזיפים הוא הגורם המרכזי הקובע את כוח המגע בין הזיפים והרוטור, בעוד שזווית נטיית הזיפים משפיעה גם היא על כוח המגע המרבי. ניתן להשתמש במודל אינטראקציה של מבנה נוזלי- כדי לנתח את ההשפעות של פרמטרים-כגון הפרש לחץ ומאפיינים גיאומטריים של זיפים-על שדה הזרימה של החותם ועיוות הזיפים.

בדיקה ניסויית מהווה אמצעי הכרחי לאימות מודלים מספריים ורכישת נתוני ביצועים אותנטיים. כדי לחקור את המאפיינים הדינמיים של זיפי מברשת, ניתן לבנות מנגנון ניסוי הכולל מערכת כניסת אוויר, מערכת איטום ומערכת מדידה; מערך זה מצויד במערכת מדידת וידאו-במהירות גבוהה כדי לצפות בעיוות של זיפים, תזוזה, ריבוד ורטט בהשפעת זרימת אוויר בלחץ גבוה-. תופעות של רעידות זיפים מתרחשות בעיקר באזורים שבהם צפיפות הזיפים דלילה יחסית, ועוצמתן של רעידות כאלה עולה במקביל ליחס הלחץ. לגבי מאפייני החיכוך והבלאי של אטמי מברשות, ניתן להשתמש במסדי ניסוי מיוחדים למדידת כוח חיכוך זיפים, מומנט חיכוך וכוח רדיאלי-ובכך לאפשר את חישוב מקדם החיכוך-בעוד שניתן לכמת את מידת הבלאי של הזיפים בשיטה הגרבימטרית.