本文關(guān)鍵詞：自潤滑關(guān)節(jié)軸承接觸性能分析

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【摘要】：自潤滑關(guān)節(jié)軸承廣泛應(yīng)用于工程機械、重型車輛、航空航天、軍工設(shè)備等重要領(lǐng)域。隨著我國對高品質(zhì)自潤滑關(guān)節(jié)軸承需求量逐漸增多,使得包括對其結(jié)構(gòu)優(yōu)化和摩擦副的接觸性能研究等的設(shè)計與制造具有了重要的理論意義和工程價值。本文將GE30C型自潤滑關(guān)節(jié)軸承為研究對象,以ANSYS Workbench軟件為研究工具,對其接觸力學(xué)性能和摩擦生熱進行了研究,主要內(nèi)容包括:利用球面積分推導(dǎo)了向心關(guān)節(jié)軸承在徑向和軸向負荷下平均接觸壓力的理論公式,并用有限元法對其進行了修正;建立了向心關(guān)節(jié)軸承在三種負荷工況下的有限元模型,分析了負荷大小對軸承接觸力學(xué)性能的影響并獲得了摩擦副應(yīng)力、位移的分布。基于正交試驗對自潤滑關(guān)節(jié)軸承的主要尺寸進行了優(yōu)化選取,并獲得了各尺寸因素對其接觸力學(xué)性能的影響程度由大到小依次為:外圈寬度、襯墊厚度、內(nèi)圈球面直徑和內(nèi)圈寬度;探討了織物襯墊的彈性模量和靜載條件下偏斜角度對軸承接觸力學(xué)性能的影響規(guī)律。分別建立了自潤滑關(guān)節(jié)軸承在軸向擺動和徑向擺動時溫度場的有限元模型,獲得了剖分面的溫度分布情況;分析了軸向擺動時,四種工況條件(外加負荷、擺動角度、擺動周期及摩擦系數(shù))對軸承接觸球面摩擦熱的影響規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：自潤滑關(guān)節(jié)軸承 接觸性能 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 摩擦生熱 有限元仿真
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH133.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 引言10-11
• 1.2 關(guān)節(jié)軸承的失效形式11-13
• 1.3 自潤滑關(guān)節(jié)軸承接觸性能的研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3.1 摩擦磨損性能的研究13
• 1.3.2 接觸受力的計算13-14
• 1.3.3 接觸力學(xué)仿真的研究14-15
• 1.3.4 接觸面摩擦生熱的研究15-16
• 1.4 課題研究的意義16
• 1.5 課題中心內(nèi)容及技術(shù)路線16-19
• 第2章 向心關(guān)節(jié)軸承靜負荷下的平均接觸壓力19-38
• 2.1 軸承基體材料的選擇19
• 2.2 平均接觸壓力的理論分析19-22
• 2.2.1 向心關(guān)節(jié)軸承軸向、徑向加載模型19-20
• 2.2.2 徑向負荷下平均接觸壓力分析20-21
• 2.2.3 軸向負荷下平均接觸壓力分析21-22
• 2.3 有限元仿真模型的建立22-24
• 2.3.1 幾何模型的建立22-23
• 2.3.2 網(wǎng)格劃分與接觸設(shè)置23-24
• 2.4 徑向負荷下公式的修正與軸承接觸力學(xué)分析24-29
• 2.4.1 軸承的加載與約束24
• 2.4.2 徑向負荷對接觸面受力、變形的影響24-25
• 2.4.3 徑向負荷下公式的修正25-26
• 2.4.4 徑向負荷對軸承接觸力學(xué)的影響26-27
• 2.4.5 算例27-29
• 2.5 軸向負荷下公式的修正與接觸力學(xué)分析29-33
• 2.5.1 軸承的加載與約束29-30
• 2.5.2 軸向負荷對接觸面受力、變形的影響30
• 2.5.3 軸向負荷下公式的修正30-31
• 2.5.4 軸向負荷對軸承接觸力學(xué)的影響31-32
• 2.5.5 算例32-33
• 2.6 聯(lián)合負荷下軸承受力分析33-37
• 2.6.1 軸承的加載與約束34
• 2.6.2 聯(lián)合負荷對軸承接觸力學(xué)的影響34-35
• 2.6.3 聯(lián)合負荷下軸承接觸力學(xué)分析35-37
• 2.7 本章小結(jié)37-38
• 第3章 自潤滑關(guān)節(jié)軸承結(jié)構(gòu)優(yōu)化和接觸力學(xué)分析38-56
• 3.1 聚四氟乙烯自潤滑織物襯墊的介紹38-39
• 3.2 徑向負荷下有限元模型的建立39-40
• 3.2.1 軸承結(jié)構(gòu)與材料物理性能參數(shù)39
• 3.2.2 有限元仿真模型的建立39-40
• 3.3 基于正交試驗的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計40-43
• 3.3.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計流程40-41
• 3.3.2 正交試驗設(shè)計簡介41
• 3.3.3 試驗因素確定41-42
• 3.3.4 試驗條件42-43
• 3.4 多指標正交試驗結(jié)果分析43-50
• 3.4.1 多指標問題的處理方法43
• 3.4.2 基于綜合評分法的試驗方案及試驗結(jié)果43-45
• 3.4.3 試驗結(jié)果分析45-50
• 3.5 算例50-52
• 3.6 織物彈性模量對軸承接觸力學(xué)性能的影響52-53
• 3.7 偏斜工況對軸承接觸力學(xué)性能的影響53-54
• 3.8 小結(jié)54-56
• 第4章 自潤滑關(guān)節(jié)軸承摩擦生熱分析56-68
• 4.1 摩擦熱的介紹56-57
• 4.1.1 摩擦熱的產(chǎn)生56
• 4.1.2 摩擦熱對接觸界面的影響56-57
• 4.1.3 摩擦熱對材料摩擦性能的影響57
• 4.2 傳熱學(xué)理論57-59
• 4.2.1 基本傳熱方式57-58
• 4.2.2 導(dǎo)熱基本定律58-59
• 4.3 摩擦生熱有限元模型的建立59-62
• 4.3.1 模型建立59-60
• 4.3.2 有限元模型假設(shè)60
• 4.3.3 自潤滑織物襯墊的彈性模量60-61
• 4.3.4 軸向擺動有限元模型的建立61-62
• 4.4 軸向擺動時二維溫度場分析62-64
• 4.5 軸向擺動時工況條件對軸承摩擦熱影響的分析64-65
• 4.6 徑向擺動時二維溫度場分析65-67
• 4.7 本章小結(jié)67-68
• 結(jié)論68-69
• 參考文獻69-73
• 攻讀碩士期間承擔的科研任務(wù)與主要成果73-74
• 致謝74-75
• 作者簡介75

【參考文獻】

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本文編號：935599