【摘要】： 滾動軸承具有摩擦力矩低、功率損耗小、維護方便、壽命長等特點,是應用極為廣泛的重要機械基礎件。隨著工業(yè)技術的高速發(fā)展,對滾動軸承性能提出了愈來愈高的要求。而滾動軸承熱流耦合、熱機耦合以及動力分析方面的研究還處于起步階段,是目前研究的熱點。 論文課題來源于國家自然科學基金項目。將流體力學、傳熱學、接觸力學、結構動力學等理論相結合,針對高速滾動軸承系統(tǒng),對軸承的多體靜力接觸、接觸傳熱、動力接觸等特性進行研究。本文的主要研究工作如下: ①探討了滾動球軸承接觸分析模型不同網(wǎng)格劃分形式對計算結果的影響;通過滾動球軸承多體靜力接觸有限元分析,得到了徑向載荷作用下的位移場、應力場和應變場。 ②針對單個滾動體與滾道的接觸模型,應用APDL編寫了滾道曲率優(yōu)化設計的命令流文件。在滿足強度的前提下,采用一階優(yōu)化方法對滾動球軸承滾道曲率進行了優(yōu)化設計,使其受載時的彈性變形有所減小。 ③建立了滾動球軸承內腔潤滑油熱流耦合有限元模型,分析得到了流體的溫度場及速度場的分布云圖。將得到的熱邊界條件,結合結構力學邊界條件,建立了熱機耦合模型,對滾動軸承進行了接觸特性數(shù)值仿真,得到了滾動體與套圈間的接觸應力、變形以及軸承溫度場。與未考慮溫度時分析結果比較,軸承自身摩擦發(fā)熱對滾動球軸承的變形及接觸應力有較大影響。 ④綜合考慮軸承徑向載荷及轉速的影響,應用ANSYS/LS-DYNA軟件建立了滾動球軸承多體動力接觸有限元模型;用顯式動力學有限元法對內圈施加不同轉速時的滾動球軸承進行動力接觸分析,得出了滾動球軸承運轉過程的動態(tài)響應及滾動體的應力分布。 ⑤應用Java及ANSYS/APDL語言開發(fā)了集參數(shù)化造型、網(wǎng)格劃分、邊界條件設置、圖形顯示于一體的滾動球軸承建模和分析程序�？梢苑奖恪⒖旖莸亟�(shù)化有限元模型,給合ANSYS有限元分析軟件對滾動球軸承進行靜力接觸分析、熱機耦合分析和動力接觸分析,得到合理的計算結果。
【圖文】：

觸部分進行了局部細化。在計算精度基本一樣的情況下，，兩種模型顯著不同，其中模型 2 的規(guī)模小，見表 2.2。表 2.1 滾動軸承參數(shù)Table 2.1 The parameters of rolling bearing SKF6206描述 數(shù)值 單位軸承寬度 16.0 mm滾動體直徑 9.525 mm軸承內徑 30.0 mm軸承外徑 62.0 mm內滾道直徑 40.7 mm軸承直徑 46.0 mm外滾道直徑 52.8 mm內滾道曲率半徑 4.905 mm外滾道曲率半徑 4.905 mm滾動體數(shù)目 9

泊松比 ν=0.3。本文選用 8 節(jié)點 SOLID185 單元采用映射網(wǎng)格的方法進行網(wǎng)格劃分，建立圖 2.3 和圖2.4 所示的兩種模型。模型 1 采用了較密的單元劃分網(wǎng)格。模型 2 的網(wǎng)格劃分較粗，但對接觸部分進行了局部細化。在計算精度基本一樣的情況下，兩種模型的計算規(guī)模卻顯著不同，其中模型 2 的規(guī)模小，見表 2.2。表 2.1 滾動軸承參數(shù)Table 2.1 The parameters of rolling bearing SKF6206符號 描述 數(shù)值 單位B 軸承寬度 16.0 mmD 滾動體直徑 9.525 mmDi軸承內徑 30.0 mmDo軸承外徑 62.0 mmdi內滾道直徑 40.7 mmdm軸承直徑 46.0 mmdo外滾道直徑 52.8 mmri內滾道曲率半徑 4.905 mmre外滾道曲率半徑 4.905 mmZ 滾動體數(shù)目 9圖 2.3 模型 1 示意圖Fig.2.3 Schematic model 1
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TH133.33

【參考文獻】

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本文編號：2601125