【摘要】： 為了滿(mǎn)足國(guó)防工業(yè)的需要,預(yù)研制一種大型鈦合金空心推力球軸承。本文采用大型有限元軟件ANSYS對(duì)該軸承的接觸問(wèn)題進(jìn)行了分析。通過(guò)本文的研究,為將來(lái)對(duì)更加復(fù)雜情況下的推力球軸承的有限元分析打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),為確定適合于空心推力球軸承的分析方法和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則做了初步的工作。 本文采取從簡(jiǎn)單到復(fù)雜,理論研究與有限元分析相互驗(yàn)證的路線。首先從普通推力球軸承的接觸入手,建立有限元模型,進(jìn)行了有限元分析。然后將接觸面尺寸、接觸應(yīng)力和形狀等分析結(jié)果與Hertz接觸理論推導(dǎo)公式計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行比較,證明施加的邊界條件是正確的,建立的有限元模型是合理的。其次,建立起和所要分析的大型鈦合金軸承相同尺寸的實(shí)心鋼制軸承的參數(shù)化模型。計(jì)算該軸承的基本額定靜載荷。通過(guò)有限元模型計(jì)算出,在基本額定靜載荷作用下,滾動(dòng)體和滾道的變形量。由基本額定靜載荷的定義知道,此變形量也就是鈦合金軸承的最大變形量。最后,通過(guò)修改鋼制軸承的模型參數(shù),分別得到大型鈦合金實(shí)心和空心推力球軸承的有限元模型。通過(guò)比較該模型在輕、重兩種載荷作用下的結(jié)果,發(fā)現(xiàn)空心推力球軸承的應(yīng)力、應(yīng)變規(guī)律。在此基礎(chǔ)上,把有限元數(shù)值分析方法和優(yōu)化理論結(jié)合,以空心滾動(dòng)體的空心度為設(shè)計(jì)變量,以滾動(dòng)體和滾道的最大變形量為狀態(tài)變量,以滾動(dòng)體的體積為優(yōu)化目標(biāo),對(duì)空心滾動(dòng)體的壁厚進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),得到一個(gè)合適的空心度值。 本文得到的結(jié)論如下:1.當(dāng)空心度小于50%時(shí),空心和實(shí)心推力球軸承的應(yīng)力和應(yīng)變性能幾乎沒(méi)有區(qū)別。2.當(dāng)空心度大于50%后,隨著空心度值的不斷增大,滾動(dòng)體的變形量不斷增大;最大Mises應(yīng)力呈現(xiàn)先上升后下降再上升的變化規(guī)律。
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類(lèi)號(hào)】：TH133.3
【圖文】：

是一種高度非線性行為，需要耗費(fèi)較大的計(jì)算模型和參數(shù)建立的合理。要想使模擬結(jié)果和實(shí)的各個(gè)參數(shù)的用法，才能使參數(shù)的設(shè)置合適，軸承的有限元模型 2.1，軸圈（上）與座圈（下）結(jié)構(gòu)相同。該軸承每個(gè)滾動(dòng)體的受力情況相同，為減少運(yùn)算保持架、潤(rùn)滑的影響。設(shè)置材料的彈性模量為表 2.1 球軸承參數(shù)滾珠個(gè)數(shù)Z球徑Dwmm滾道曲率半徑 Ri mm彈性模量E Pa 13 7.938 4.2865 2.07x1011

求解運(yùn)算的時(shí)間。短邊距離之比稱(chēng)為形狀比，一般實(shí)體單元的該值是 20，當(dāng)超過(guò)該值時(shí)，會(huì)彈出警告信確的信息。可以通過(guò)“形狀檢查”發(fā)現(xiàn)這些形進(jìn)行單元形狀檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)有形狀超差的單影響，因此不必進(jìn)行細(xì)化。性、二次和三次等形式，其中二次和三次形高計(jì)算精度，因?yàn)楦唠A單元的曲線或曲面邊且高次插值函數(shù)可更高精度地逼近復(fù)雜場(chǎng)函形很復(fù)雜時(shí)可以選用高階單元。但高階單元高階單元組成的模型規(guī)模要大得多，因此在文研究的軸承的滾動(dòng)體和軌道的接觸面都是階 3D 20 節(jié)點(diǎn)的 solid95 實(shí)體單元，該單元結(jié)

何形狀的合理性。質(zhì)量好壞將影響計(jì)算精看，網(wǎng)格各邊或各個(gè)內(nèi)角相差不大、網(wǎng)格細(xì)長(zhǎng)比、錐度比、內(nèi)角、翹曲量、拉伸值般要求網(wǎng)格質(zhì)量能達(dá)到某些指標(biāo)要求。在網(wǎng)格，即使是個(gè)別質(zhì)量很差的網(wǎng)格也會(huì)引質(zhì)量可適當(dāng)降低。當(dāng)模型中存在質(zhì)量很差進(jìn)行。軸承接觸分析中必須保證滾動(dòng)體和在大多數(shù)情況下應(yīng)該與所選擇的單元單元，而球形滾動(dòng)體采用自由網(wǎng)格劃分方d95 實(shí)體單元，solid95 單元將發(fā)生退化。選用具有四面體結(jié)構(gòu)的 solid92 單元，該

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本文編號(hào)：2763785