本文關(guān)鍵詞：滾子軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：以滾子軸承作為支承的軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)是多數(shù)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的核心組成部分,被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、航空航天、化工、國(guó)防等領(lǐng)域。滾子軸承作為支承關(guān)鍵零件,其運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性很大程度影響整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)。因此,真實(shí)地研究滾子軸承單體在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的內(nèi)部動(dòng)力學(xué)特征,進(jìn)而分析和評(píng)價(jià)整個(gè)滾子軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能是轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)研究的重要方面。本文來(lái)源于國(guó)家自然科學(xué)研究基金項(xiàng)目“機(jī)械系統(tǒng)中滾動(dòng)軸承多體接觸動(dòng)力學(xué)研究”(編號(hào)11002062)和昆明理工大學(xué)引進(jìn)人才基金“大型滾動(dòng)軸承柔性多體動(dòng)力學(xué)研究”(編號(hào)KKSA20091026)。本文主要的研究目的是以滾子軸承、滾子軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)為研究對(duì)象,利用有限元方法分別建立柔性多體接觸模型,研究不同工況下的滾子軸承單體和滾子軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性等問(wèn)題。所做的主要研究?jī)?nèi)容如下：(1)對(duì)單滾子的圓錐滾子軸承和受徑向載荷作用下的圓錐滾子軸承進(jìn)行靜力學(xué)有限元接觸特性分析,得到的彈性變形量、接觸應(yīng)力數(shù)值與理論解得到了較好的印證,也驗(yàn)證了有限元模型、接觸對(duì)相關(guān)參數(shù)設(shè)置的正確性。在此基礎(chǔ)上,對(duì)不同空心度的圓錐滾子軸承進(jìn)行接觸分析,為這一類(lèi)軸承優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了參考。(2)考慮圓錐滾子軸承內(nèi)部各組件的動(dòng)態(tài)接觸關(guān)系,建立了其柔性多體接觸分析模型,在輕載高速和重載低速兩種工況下進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真分析。分析了軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)內(nèi)部各組件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與力學(xué)性能,并與理論結(jié)果對(duì)比。結(jié)果表明：后者滾動(dòng)體受力更穩(wěn)定,但保持架的速度波動(dòng)大,影響其運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性。(3)建立了滾子軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)柔性多體接觸分析模型,并對(duì)不同轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子不平衡這兩種工況進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真分析。與滾子軸承單體動(dòng)力學(xué)動(dòng)力仿真結(jié)果相比,證明了該系統(tǒng)模型的正確性與穩(wěn)定性,但在不同工況下系統(tǒng)內(nèi)各部分運(yùn)動(dòng)規(guī)律與力學(xué)性能有所差異,說(shuō)明了系統(tǒng)對(duì)外部工況變化的響應(yīng)程度。(4)對(duì)滾子軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)響應(yīng)實(shí)驗(yàn),在與仿真分析相同的工況下,提取軸承支座的4個(gè)測(cè)點(diǎn)的兩個(gè)方向加速度信號(hào)和三個(gè)頻段的振動(dòng)頻率,并與有限元結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析,一定程度驗(yàn)證了仿真模型的正確性。綜上所述,本文分別研究了單滾子軸承的靜力學(xué)多體接觸特性、滾子軸承載荷分布、滾子軸承動(dòng)力學(xué)響應(yīng)、滾子軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)等問(wèn)題。通過(guò)研究滾子軸承靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、滾子軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)接觸特性及動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)試,對(duì)滾子軸承單體及旋轉(zhuǎn)機(jī)械中的軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)內(nèi)部動(dòng)力學(xué)響應(yīng)特性有了更深層次的認(rèn)知,本文的研究為軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析提供了工程價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：圓錐滾子軸承 滾子軸承 ANSYS/LS-DYNA 滾子軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng) 動(dòng)力學(xué)響應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TH133.3;TH113
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 課題研究背景12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 滾動(dòng)軸承國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 滾動(dòng)軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)展14-15
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容15-18
• 第二章 滾子軸承靜態(tài)接觸特性分析18-36
• 2.1 引言18
• 2.2 滾子軸承的Hertz理論分析及計(jì)算18-24
• 2.2.1 圓錐滾子軸承的結(jié)構(gòu)尺寸及分析18-20
• 2.2.2 滾子軸承的Hertz線(xiàn)接觸理論20-21
• 2.2.3 圓錐滾子軸承32216的受力分析與負(fù)荷分布計(jì)算21-24
• 2.3 基于ANSYS的單滾子-套圈靜態(tài)接觸特性分析24-30
• 2.3.1 有限元理論與ANSYS軟件介紹24-25
• 2.3.2 基于ANSYS的單滾子軸承接觸特性分析25-27
• 2.3.3 基于ANSYS的空心圓錐滾子軸承接觸特性分析27-30
• 2.4 基于ANSYS的滾子軸承的負(fù)荷分布與承載能力計(jì)算30-34
• 2.4.1 滾子軸承有限元模型的建立30-32
• 2.4.2 徑向負(fù)荷作用下的32216軸承接觸分析32-34
• 2.5 本章小結(jié)34-36
• 第三章 基于ANSYS/LS-DYNA的滾子軸承動(dòng)力學(xué)分析36-54
• 3.1 引言36
• 3.2 LS-DYNA顯式動(dòng)力學(xué)程序簡(jiǎn)介36-38
• 3.2.1 LS-DYNA的控制方程36-37
• 3.2.2 LS-DYNA的接觸算法與接觸類(lèi)型37-38
• 3.2.3 LS-DYNA一般分析流程38
• 3.3 滾子軸承運(yùn)動(dòng)學(xué)分析38-40
• 3.3.1 保持架的旋轉(zhuǎn)速度計(jì)算39
• 3.3.2 滾子的自轉(zhuǎn)速度計(jì)算39-40
• 3.4 滾子軸承有限元模型的建立40-42
• 3.5 輕載高速工況下動(dòng)力學(xué)仿真分析42-47
• 3.5.1 圓錐滾子運(yùn)動(dòng)學(xué)分析42-44
• 3.5.2 滾子軸承應(yīng)力分析44-46
• 3.5.3 筐形保持架動(dòng)力學(xué)分析46-47
• 3.6 重載工況下動(dòng)力學(xué)仿真47-51
• 3.6.1 滾子軸承運(yùn)動(dòng)學(xué)分析47-48
• 3.6.2 滾子軸承等效應(yīng)力分析48-50
• 3.6.3 筐形保持架動(dòng)力學(xué)分析50-51
• 3.7 筐形保持架運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性分析51
• 3.8 本章小結(jié)51-54
• 第四章 滾子軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析54-74
• 4.1 引言54
• 4.2 滾子軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型54-56
• 4.2.1 滾子軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)54-55
• 4.2.2 滾子軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)有限元模型55-56
• 4.2.3 載荷、邊界條件的確定56
• 4.3 不同轉(zhuǎn)速下的滾子軸承.轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)特性分析56-64
• 4.3.1 滾子軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)特性分析56-61
• 4.3.2 滾子軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)應(yīng)力分析61-64
• 4.4 轉(zhuǎn)子不平衡的滾子軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)特性分析64-73
• 4.4.1 滾子軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)特性分析65-70
• 4.4.2 滾子軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)應(yīng)力分析70-73
• 4.5 本章小結(jié)73-74
• 第五章 滾子軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)實(shí)驗(yàn)74-82
• 5.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>74
• 5.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備74-75
• 5.3 實(shí)驗(yàn)方法75-76
• 5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析76-81
• 5.4.1 不同轉(zhuǎn)速下的軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)76-78
• 5.4.2 轉(zhuǎn)子不平衡時(shí)的軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)78-81
• 5.5 實(shí)驗(yàn)與仿真結(jié)果對(duì)比分析81
• 5.6 本章小結(jié)81-82
• 第六章 結(jié)論與展望82-84
• 6.1 本文主要研究與結(jié)論82-83
• 6.2 今后研究展望83-84
• 致謝84-86
• 參考文獻(xiàn)86-90
• 附錄 攻讀碩士期間發(fā)表論文和參與的科研項(xiàng)目90

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 姚廷強(qiáng);遲毅林;黃亞宇;;角接觸球軸承的3D接觸動(dòng)態(tài)特性分析[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2007年10期

  本文關(guān)鍵詞：滾子軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：258018