本文關鍵詞：高溫回轉(zhuǎn)支承動態(tài)性能分析與優(yōu)化

  更多相關文章： 回轉(zhuǎn)支承 優(yōu)化 高溫 動態(tài)特性 仿真分析

【摘要】：單排四點接觸球式回轉(zhuǎn)支承主要由內(nèi)、外圈和滾動體等組成,從結(jié)構(gòu)上看相對簡單,但其實際工作狀態(tài)下的受力和運動情況極其復雜。因此研究回轉(zhuǎn)支承不能只考慮靜態(tài)載荷下的承載問題,還需要研究其實際工作狀態(tài)下的受力和運動情況。本文以QWA1312.45型單排四點接觸球式回轉(zhuǎn)支承為研究對象,基于SolidWorks和ABAQUS軟件建立回轉(zhuǎn)支承有限元模型,并運用ABAQUS/Explicit顯式動力學分析模塊對其實際運轉(zhuǎn)過程進行仿真與計算分析,研究了軸向載荷、溫度和轉(zhuǎn)速共同作用下回轉(zhuǎn)支承轉(zhuǎn)動過程中位移、速度、加速度的變化規(guī)律以及接觸應力的分布與變化情況。主要研究內(nèi)容有以下幾個方面：1.介紹了回轉(zhuǎn)支承的結(jié)構(gòu)特點及常見分類,并通過單排四點接觸球式回轉(zhuǎn)支承為研究對象簡單地分析其工作原理。同時根據(jù)赫茲接觸理論,推導出不同載荷作用下回轉(zhuǎn)支承的應力及變形公式。最后根據(jù)以上推導出的公式,對本文研究對象QWA1312.45型四點接觸單排球式回轉(zhuǎn)支承進行接觸應力計算,為后續(xù)的有限元分析提供參考。2.用SolidWorks建立QWA1312.45型單排四點接觸球式回轉(zhuǎn)支承1/84實體模型,通過在ABAQUS軟件中進行相關前處理設置,分析計算了該回轉(zhuǎn)支承在常溫下的接觸應力。同時又分別對該回轉(zhuǎn)支承在1500℃、3000C環(huán)境下進行有限元分析,結(jié)果表明隨著工作環(huán)境溫度的升高,回轉(zhuǎn)支承受到的接觸應力大幅地增加,主要是溫度升高引起的熱應力造成。最后綜合考慮了回轉(zhuǎn)支承接觸角α、滾道半徑R及滾球半徑r比值、滾球半徑r、淬硬層深度和滾道硬度等因素的影響,利用正交試驗分析得出其承載能力最優(yōu)的參數(shù)組合。3.基于SolidWorks和ABAQUS軟件建立回轉(zhuǎn)支承有限元模型,并采用ABAQUS/Explicit顯式動力學分析模塊對回轉(zhuǎn)支承的實際運轉(zhuǎn)過程進行仿真與計算分析,得出其轉(zhuǎn)動過程中位移、速度、加速度的變化規(guī)律以及接觸應力的分布與變化情況。由分析結(jié)果可以看出每次轉(zhuǎn)動最大接觸應力都出現(xiàn)在內(nèi)、外滾圈與滾動體的接觸區(qū)域,且接觸的位置呈橢圓形狀。由于回轉(zhuǎn)支承動態(tài)仿真的模型沒有考慮實際中的潤滑作用,加上仿真分析時間較短,在初始速度和載荷沖擊下還沒有達到完全穩(wěn)定狀態(tài),使得仿真分析中動態(tài)響應的幅值波動較大。同時滾動體隨著回轉(zhuǎn)支承外圈運轉(zhuǎn)同時作公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)運動,交替地與內(nèi)、外滾圈接觸,且接觸的頻率與外圈轉(zhuǎn)動的速度大小呈正相關關系。這些結(jié)果比較符合回轉(zhuǎn)支承的實際運轉(zhuǎn)情況,可以為回轉(zhuǎn)支承的進一步研究提供理論依據(jù)。4.通過對本文第三章優(yōu)化后的回轉(zhuǎn)支承進行了驗證分析,發(fā)現(xiàn)回轉(zhuǎn)支承滾道的接觸應力有明顯下降,承載能力有所提高。
【關鍵詞】：回轉(zhuǎn)支承 優(yōu)化 高溫 動態(tài)特性 仿真分析
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH133.3
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 緒論16-21
• 1.1 研究背景16-17
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3 研究的目的和意義18-19
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容19-21
• 第二章 回轉(zhuǎn)支承的接觸理論分析和計算21-32
• 2.1 回轉(zhuǎn)支承的工作原理和類型21-24
• 2.1.1 回轉(zhuǎn)支承的工作原理21-22
• 2.1.2 回轉(zhuǎn)支承的類型22-24
• 2.2 赫茲接觸理論24
• 2.3 單排四點接觸球型回轉(zhuǎn)支承接觸應力應變計算24-31
• 2.3.1 接觸應力與接觸應變的計算24-27
• 2.3.2 外載荷分布的計算27-29
• 2.3.3 接觸計算的實例分析29-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章 回轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)熱應力有限元分析32-61
• 3.1 有限元法及有限元軟件概述32-37
• 3.1.1 有限元法概述32-33
• 3.1.2 ABAQUS概述33-37
• 3.2 ABAQUS軟件熱應力分析概述37-39
• 3.2.1 熱應力分析基本原理37-39
• 3.2.2 熱應力分析中的基本步驟39
• 3.3 ABAQUS接觸問題分析方法39-42
• 3.3.1 ABAQUS/Standard接觸算法40-41
• 3.3.2 接觸分析中關鍵因素的選擇41-42
• 3.4 回轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)熱應力有限元分析42-50
• 3.4.1 有限元分析前處理42-47
• 3.4.2 分析計算和結(jié)果分析47-50
• 3.5 考慮熱處理工藝條件的回轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進設計50-60
• 3.5.1 回轉(zhuǎn)支承承載能力的影響因素50-55
• 3.5.2 回轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)改進的正交試驗分析55-59
• 3.5.3 回轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的承載能力分析59-60
• 3.6 本章小結(jié)60-61
• 第四章 回轉(zhuǎn)支承加載及回轉(zhuǎn)過程動態(tài)特性分析61-77
• 4.1 ABAQUS顯式非線性動態(tài)分析介紹61-63
• 4.1.1 顯式動態(tài)問題的產(chǎn)生及形式61-62
• 4.1.2 顯式動態(tài)問題的主要方法62-63
• 4.2 常溫下動態(tài)特性分析63-72
• 4.2.1 分析前處理和分析計算63-67
• 4.2.2 結(jié)果分析67-72
• 4.3 高溫下動態(tài)特性分析72-76
• 4.3.1 分析前處理和分析計算72
• 4.3.2 結(jié)果分析72-76
• 4.4 對優(yōu)化后的回轉(zhuǎn)支承進行驗證分析76
• 4.5 本章小結(jié)76-77
• 第五章 總結(jié)與展望77-79
• 5.1 論文總結(jié)77-78
• 5.2 工作展望78-79
• 參考文獻79-81
• 攻讀碩士學位期間的學術活動及成果情況81

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：628523