轉(zhuǎn)盤軸承是旋轉(zhuǎn)類大型機器不可缺少的組成部分,主要的作用是聯(lián)接兩個相對旋轉(zhuǎn)的構(gòu)件,應(yīng)用十分廣泛。轉(zhuǎn)盤軸承通過高強度螺栓聯(lián)接上下支撐結(jié)構(gòu),因此螺栓的聯(lián)接作用非常重要;針對不同的機器及使用場所,轉(zhuǎn)盤軸承的支撐結(jié)構(gòu)也不盡相同,所以螺栓聯(lián)接和支撐結(jié)構(gòu)是轉(zhuǎn)盤軸承主要的兩大外部因素。本文來源于國家自然科學基金資助項目“螺栓聯(lián)接和支撐結(jié)構(gòu)對大型轉(zhuǎn)盤軸承壽命影響的基礎(chǔ)研究（批準號:51465025）”。本文采用有限元方法研究螺栓非均勻預(yù)緊和支撐結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化對轉(zhuǎn)盤軸承壽命影響。首先,本文對轉(zhuǎn)盤軸承滾動體和螺栓聯(lián)接進行了簡化,建立了有螺栓聯(lián)接的轉(zhuǎn)盤軸承實驗臺有限元模型,研究了轉(zhuǎn)盤軸承實驗臺螺栓聯(lián)接對轉(zhuǎn)盤軸承滾動體接觸載荷、接觸角分布的影響,還分析了均布螺栓預(yù)緊力和五種非均布螺栓預(yù)緊力對轉(zhuǎn)盤軸承滾動體接觸載荷、接觸角分布的影響和預(yù)緊力與最大接觸載荷的關(guān)系。其次,本文使用SolidWorks建立模型,使用變密度法,以下支撐座的質(zhì)量最小為目標函數(shù),并設(shè)置優(yōu)化網(wǎng)格大小和應(yīng)力約束,在Optistruct中進行拓撲優(yōu)化,然后根據(jù)拓撲優(yōu)化結(jié)果對下支撐座重新設(shè)計,并在ANSYS中重新建立轉(zhuǎn)盤軸承實驗臺的模型進行有限元分析,... 

【文章來源】：昆明理工大學云南省

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

轉(zhuǎn)盤軸承的結(jié)構(gòu)形式

起轉(zhuǎn)盤軸承的材料強度超過極限使套圈發(fā)生斷裂，過載斷裂原因主要是主機突發(fā)故障或安裝不當。轉(zhuǎn)盤軸承內(nèi)外圈的微裂紋、縮孔、氣泡、大塊外來雜物、過熱組織及局部燒傷等缺陷在沖擊或劇烈振動時在缺陷處引起斷裂，稱為缺陷斷裂[7]。通常情況下，轉(zhuǎn)盤軸承斷裂失效是由于受到過大的外載荷引起的。圖 1.2(d)是指轉(zhuǎn)盤軸承的過量塑性變形失效，其原因是軸承受到過重的負載和過大的沖擊負載時，在內(nèi)外圈溝道表面與滾動體接觸的位置產(chǎn)生相對應(yīng)的塑性變形，會使轉(zhuǎn)盤軸承工作時發(fā)生噪聲和振動。(a) 接觸疲勞失效 (b) 接觸摩擦磨損失效

本文使用 ANSYS 有限元分析軟件，滾動體與溝道間的接觸用剛性桿單元（MPC184 單元）和彈簧單元（COMBIN39 單元）模擬，每個滾動體都由 8 根桿單元和 2 根非線性彈簧單元代替。圖 2.1 中 Ci1、Ci2、Ce1和 Ce2為軸承的溝道曲率中心：Ci1表示內(nèi)圈上溝道的曲率中心，Ci2表示內(nèi)圈下溝道的曲率中心，Ce1表示外圈上溝道的曲率中心，Ce2表示與外圈下溝道的曲率中心[18]。Ci1與 Ce2、Ce1與Ci2之間用彈簧單元聯(lián)接，曲率中心與其對應(yīng)的溝道是通過兩根剛性桿聯(lián)接。根據(jù)赫茲接觸理論計算滾動體與溝道的位移—載荷關(guān)系，確定彈簧單元的位移—載荷關(guān)系，并設(shè)置非線性彈簧單元的實常數(shù)。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3501735