本文關(guān)鍵詞：高速角接觸球軸承溝道曲率半徑分析與研究

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【摘要】：研究發(fā)現(xiàn),高速角接觸球軸承的失效形式：首先是粘著磨損,其次是接觸疲勞剝落。就粘著磨損而言,其影響因素主要有接觸應(yīng)力、相對(duì)滑動(dòng)速度和摩擦系數(shù),三者可統(tǒng)一于接觸面的等效應(yīng)力。在高速角接觸球軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)中,內(nèi)外圈溝道曲率半徑與上述影響因素密切相關(guān)。因此,本文針對(duì)高速角接觸球軸承內(nèi)外圈溝道曲率半徑進(jìn)行分析研究,并開發(fā)溝道曲率半徑選用分析程序,為曲率半徑的設(shè)計(jì)提供合理的參考。 首先,本文運(yùn)用理論計(jì)算方法與有限元分析法,針對(duì)不同溝道曲率半徑角接觸球軸承,分析計(jì)算靜載荷加載時(shí)滾動(dòng)體與溝道接觸應(yīng)力。通過理論計(jì)算值與有限元計(jì)算值的對(duì)比分析,保證有限元分析的三維模型、接觸設(shè)置、載荷加載等的合理性。對(duì)于理論分析,首先推導(dǎo)了游隙與主曲率計(jì)算公式,再利用球軸承基本理論和Hertz接觸理論,計(jì)算角接觸球軸承滾動(dòng)體與溝道的接觸應(yīng)力。對(duì)于有限元分析,本文利用APDL語言建立考慮游隙的角接觸球軸承三維全模型,并計(jì)算滾動(dòng)體與溝道的接觸應(yīng)力。 其次,運(yùn)用擬靜力學(xué)理論分析模型,針對(duì)不同溝道曲率半徑高速角接觸球軸承,分析計(jì)算動(dòng)載荷加載時(shí)滾動(dòng)體與溝道接觸處的等效應(yīng)力。第一,將靜載荷計(jì)算值作為初始值,運(yùn)用循環(huán)迭代法分析計(jì)算滾動(dòng)體的公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)速度；第二,分析計(jì)算滾動(dòng)體與溝道的相對(duì)滑動(dòng)速度與摩擦系數(shù)；第三,計(jì)算接觸面的等效應(yīng)力。 最后,在角接觸球軸承靜載荷加載有限元分析基礎(chǔ)上,運(yùn)用動(dòng)力松弛與動(dòng)力學(xué)分析相結(jié)合的方式,開發(fā)了考慮游隙的高速角接觸球軸承溝道曲率半徑有限元分析程序。程序針對(duì)不同角接觸球軸承的結(jié)構(gòu)尺寸、網(wǎng)格劃分和載荷加載建立參數(shù)化全模型,以提高分析程序的適用性與分析效率。并運(yùn)用擬靜力學(xué)分析結(jié)果與該程序分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,保證分析程序的可靠性與準(zhǔn)確性。 綜上所述,本文開發(fā)了考慮游隙的高速角接觸球軸承溝道曲率半徑分析程序,同時(shí)從對(duì)比分析中可以看出,該分析程序比理論計(jì)算更精確,與實(shí)際情況更吻合。
【關(guān)鍵詞】：高速角接觸球軸承 溝道曲率半徑 ANSYS/LS-DYNA 擬靜力學(xué)分析模型
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH133.3
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 符號(hào)列表7-8
• 第1章 緒論8-19
• 1.1 前言8
• 1.2 滾動(dòng)軸承國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀8-14
• 1.2.1 滾動(dòng)軸承理論研究發(fā)展現(xiàn)狀8-13
• 1.2.2 滾動(dòng)軸承仿真分析技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.3 高速角接觸球軸承溝道接觸表面失效分析14-16
• 1.4 研究的目標(biāo)、意義和內(nèi)容16-17
• 1.4.1 研究的目標(biāo)及意義16-17
• 1.4.2 研究的內(nèi)容17
• 1.5 本文框架17-19
• 第2章 角接觸球軸承靜載荷加載的理論分析與計(jì)算19-34
• 2.1 角接觸球軸承幾何參數(shù)分析計(jì)算19-21
• 2.2 角接觸球軸承溝道接觸應(yīng)力計(jì)算21-29
• 2.2.1 軸承曲率相關(guān)參數(shù)求解21-23
• 2.2.2 軸承靜載荷加載的應(yīng)力計(jì)算23-29
• 2.3 角接觸球軸承靜載荷加載實(shí)例驗(yàn)算29-33
• 2.3.1 軸承幾何參數(shù)計(jì)算29-30
• 2.3.2 溝道接觸應(yīng)力計(jì)算30-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第3章 角接觸球軸承靜載荷加載的仿真分析與研究34-51
• 3.1 ANSYS/LS-DYNA理論34-39
• 3.1.1 ANSYS/LS-DYNA動(dòng)力學(xué)方程組的求解方法34-35
• 3.1.2 單點(diǎn)積分與沙漏控制35-37
• 3.1.3 自動(dòng)面-面接觸算法37-39
• 3.2 角接觸球軸承靜載荷加載仿真計(jì)算39-43
• 3.2.1 軸承三維全模型39-41
• 3.2.2 接觸參數(shù)41-43
• 3.3 角接觸球軸承靜載荷加載實(shí)例驗(yàn)算與對(duì)比分析43-50
• 3.3.1 軸承相對(duì)軸位移對(duì)比43-46
• 3.3.2 溝道接觸應(yīng)力對(duì)比46-50
• 3.4 本章小結(jié)50-51
• 第4章 高速角接觸球軸承動(dòng)載荷加載的理論分析與計(jì)算51-73
• 4.1 高速角接觸球軸承運(yùn)動(dòng)分析51-59
• 4.1.1 滾動(dòng)體運(yùn)動(dòng)分析51-53
• 4.1.2 軸承滾動(dòng)體公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)速度計(jì)算53-59
• 4.2 高速角接觸球軸承動(dòng)載荷加載應(yīng)力計(jì)算59-68
• 4.2.1 軸承滾動(dòng)體最大接觸載荷計(jì)算59-64
• 4.2.2 軸承溝道切應(yīng)力計(jì)算64-68
• 4.3 高速角接觸球軸承動(dòng)載荷加載實(shí)例驗(yàn)算68-72
• 4.3.1 軸承滾動(dòng)體公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)速度計(jì)算68-70
• 4.3.2 軸承溝道等效應(yīng)力計(jì)算70-72
• 4.4 本章小結(jié)72-73
• 第5章 高速角接觸球軸承動(dòng)載荷加載有限元分析與研究73-92
• 5.1 高速角接觸球軸承材料參數(shù)與摩擦系數(shù)73-76
• 5.1.1 軸承材料參數(shù)設(shè)置73-75
• 5.1.2 軸承摩擦參數(shù)設(shè)置75-76
• 5.2 高速角接觸球軸承動(dòng)載荷加載仿真程序開發(fā)76-80
• 5.3 高速角接觸球軸承動(dòng)載荷加載實(shí)例計(jì)算與對(duì)比分析80-89
• 5.4 高速角接觸球軸承游隙對(duì)比分析89-90
• 5.5 本章小結(jié)90-92
• 第6章 總結(jié)與展望92-94
• 6.1 研究成果與結(jié)論92-93
• 6.2 本研究創(chuàng)新點(diǎn)93
• 6.3 本研究不足之處93
• 6.4 研究展望93-94
• 致謝94-95
• 參考文獻(xiàn)95-99
• 攻讀學(xué)位期間成果99

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：707452