以滾動軸承為研究對象,應(yīng)用ABAQUS/Explicit建立外圈表面線剝落缺陷軸承和無缺陷軸承的有限元動力學分析模型.考慮載荷、轉(zhuǎn)速、接觸及摩擦等影響因素,研究了軸承外圈表面存在線剝落缺陷和無缺陷時的動力學響應(yīng);分析了滾動體與外圈間的接觸力變化、滾動體進入和退出缺陷時的等效應(yīng)力情況,根據(jù)滾道與滾動體間接觸力的變化情況描述了滾動體滾過缺陷的多事件情景.結(jié)果表明:對于外圈表面存在局部缺陷的軸承和無缺陷軸承,滾動體與外圈的接觸力幅值相等;缺陷軸承在缺陷進入點和退出點處,等效應(yīng)力大小相等,約為無缺陷軸承等效應(yīng)力值的兩倍.通過分析徑向載荷和轉(zhuǎn)速共同作用下內(nèi)圈耦合點在豎直方向上位移的變化趨勢,驗證了仿真模型的有效性. 

【文章來源】：蘭州理工大學學報. 2019,45(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

圖２滾動軸承的有限元模型Ｆｉｇ．２Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｒｏｌｌｉｎｇｅｌｅｍｅｎｔｂｅａｒｉｎｇ

Ｍｉｓｅｓ應(yīng)力：１）取有局部缺陷軸承和無缺陷軸承在０．００１ｓ時的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力，０．００１ｓ時徑向載荷完全施加在軸承內(nèi)圈上（此時內(nèi)圈無轉(zhuǎn)速載荷），如圖３所示．在加載過程中，有局部缺陷和無缺陷軸承的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力隨載荷的施加而增大，有局部缺陷軸承的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力略大于無缺陷軸承的應(yīng)力，原因是有局部缺陷軸承中滾動體離缺陷進入點的距離近．圖３０．００１ｓ時的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力（ＭＰａ）Ｆｉｇ．３ＶｏｎＭｉｓｅｓｓｔｒｅｓｓａｔ０．００１ｓ（ＭＰａ）２）取有局部缺陷軸承和無缺陷軸承在０．００２ｓ時的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力，０．００２ｓ時轉(zhuǎn)速載荷全部施加在軸承內(nèi)圈上，如圖４所示．此時軸承在轉(zhuǎn)速載荷的作用下，在有局部缺陷軸承中可以看到一個滾動體已進入缺陷，并且此滾動體不受任何載荷，即沒有相應(yīng)的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力；對于無缺陷軸承，滾動體在滾道上正常運行至０．００２ｓ時，有局部缺陷軸承的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力比無缺陷軸承的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力大，是由于有局部缺陷的軸承在承載區(qū)域比無缺陷軸承承載區(qū)域少一個滾動體造成的．圖４０．００２ｓ時的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力（ＭＰａ）Ｆｉｇ．４ＶｏｎＭｉｓｅｓｓｔｒｅｓｓａｔ０．００２ｓ（ＭＰａ）３）取有局部缺陷軸承和無缺陷軸承在正常運轉(zhuǎn)工況下０．００８ｓ時的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力，如圖５所示．此時內(nèi)圈上既有轉(zhuǎn)速載荷又有徑向載荷，軸承處于穩(wěn)定運行狀態(tài)，在這個階段有局部缺陷與無缺陷軸承的ＶｏｎＭｉ

ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力，０．００２ｓ時轉(zhuǎn)速載荷全部施加在軸承內(nèi)圈上，如圖４所示．此時軸承在轉(zhuǎn)速載荷的作用下，在有局部缺陷軸承中可以看到一個滾動體已進入缺陷，并且此滾動體不受任何載荷，即沒有相應(yīng)的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力；對于無缺陷軸承，滾動體在滾道上正常運行至０．００２ｓ時，有局部缺陷軸承的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力比無缺陷軸承的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力大，是由于有局部缺陷的軸承在承載區(qū)域比無缺陷軸承承載區(qū)域少一個滾動體造成的．圖４０．００２ｓ時的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力（ＭＰａ）Ｆｉｇ．４ＶｏｎＭｉｓｅｓｓｔｒｅｓｓａｔ０．００２ｓ（ＭＰａ）３）取有局部缺陷軸承和無缺陷軸承在正常運轉(zhuǎn)工況下０．００８ｓ時的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力，如圖５所示．此時內(nèi)圈上既有轉(zhuǎn)速載荷又有徑向載荷，軸承處于穩(wěn)定運行狀態(tài)，在這個階段有局部缺陷與無缺陷軸承的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力數(shù)值大小相等．綜上所述，對于有局部缺陷和無缺陷軸承，最大接觸應(yīng)力都發(fā)生在滾動體與滾道的接觸區(qū)域上．從圖中可以看出：１）徑向間隙為０．０２ｍｍ時，處于承載區(qū)域的滾動體都是１０個；２）當有局部缺陷的軸承中有滾動體進入缺陷時，此時有局部缺陷軸承的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力大于無圖５０．００８ｓ時的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力（ＭＰａ）Ｆｉｇ．５ＶｏｎＭｉｓｅｓｓｔｒｅｓｓａｔ０．００８ｓ（ＭＰａ）缺陷軸承的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力．２．２軸承外圈節(jié)點的振動響應(yīng)取有局部缺陷軸承和無缺陷軸承外圈上同一點的位置作為觀測點，如圖２ｂ

【參考文獻】：
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本文編號：3104349