本文關(guān)鍵詞：單點(diǎn)系泊系統(tǒng)轉(zhuǎn)盤軸承力學(xué)性能及疲勞壽命研究

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【摘要】：單點(diǎn)系泊系統(tǒng)在海洋工程中起非常關(guān)鍵的作用。而作為單點(diǎn)系泊系統(tǒng)的重要核心部件,轉(zhuǎn)盤軸承的設(shè)計(jì)和選型便顯得的尤為重要。近年來,軸承的應(yīng)用和計(jì)算正變得越來越復(fù)雜,在應(yīng)用和計(jì)算過程中,經(jīng)常需要使用由軸承制造商所開發(fā)的高級的計(jì)算工具和數(shù)值方法。本論文研究課題是國家能源科技重大示范工程——海洋核動(dòng)力平臺(tái)示范工程的一個(gè)子課題。根據(jù)課題的研究方向,本論文的主要工作如下所示：第一,基于前人對轉(zhuǎn)盤軸承的研究,根據(jù)赫茲接觸理論,利用載荷分布法,計(jì)算轉(zhuǎn)盤軸承在萬年一遇的工況條件下的最大接觸力和最大接觸應(yīng)力等相關(guān)接觸強(qiáng)度要素,并參照轉(zhuǎn)盤軸承許用應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行接觸強(qiáng)度校核,校核結(jié)果顯示,在萬年一遇的極端工況下,轉(zhuǎn)盤軸承接觸強(qiáng)度滿足要求。第二,利用ABAQUS有限元分析軟件建立簡化的單點(diǎn)系泊系統(tǒng)轉(zhuǎn)盤軸承有限元模型,計(jì)算相關(guān)數(shù)據(jù),并與力學(xué)模型進(jìn)行對比,為單點(diǎn)系泊系統(tǒng)的軸承接觸強(qiáng)度核算提供參考,并說明有限元模型簡化是可行的。第三,建立簡化的單點(diǎn)系泊系統(tǒng)接觸疲勞有限元模型,計(jì)算軸承次表面應(yīng)力和應(yīng)變,利用應(yīng)力-壽命方法和應(yīng)變-壽命方法對軸承疲勞壽命進(jìn)行計(jì)算,給出軸承次表面應(yīng)力和應(yīng)變隨深度的變化曲線,分析滾動(dòng)表面硬度與軸承疲勞壽命之間的關(guān)系,并根據(jù)以上分析,對溝道表面硬度處理對于滾動(dòng)軸承疲勞壽命的影響進(jìn)行討論。分析結(jié)果顯示,溝道表面硬化前后軸承疲勞壽命有明顯改變,硬化后的接觸疲勞壽命是硬化前接觸疲勞壽命的數(shù)倍。同時(shí),對于42HRC、51HRC以及57HRC這三種不同洛氏硬度值所對應(yīng)的接觸疲勞壽命進(jìn)行研究。國內(nèi)對于單點(diǎn)系泊系統(tǒng)轉(zhuǎn)盤軸承相關(guān)力學(xué)性能和疲勞壽命研究較少,并且對于這類復(fù)雜軸承的設(shè)計(jì)制造能力較弱,因此,本文的計(jì)算分析過程對于國內(nèi)單點(diǎn)系泊系統(tǒng)轉(zhuǎn)盤軸承的設(shè)計(jì)選型具有參考意義。
【關(guān)鍵詞】：單點(diǎn)系泊 轉(zhuǎn)盤軸承 接觸 疲勞
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U674.38
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-16
• 1.1 立題的科學(xué)依據(jù)及意義9-11
• 1.2 滾動(dòng)軸承力學(xué)性能及疲勞壽命相關(guān)研究綜述11-15
• 1.2.1 國外滾動(dòng)軸承相關(guān)理論研究綜述12-13
• 1.2.2 國內(nèi)滾動(dòng)軸承相關(guān)理論研究綜述13-15
• 1.3 論文的研究目的和內(nèi)容15-16
• 1.3.1 論文的研究目的15
• 1.3.2 論文的主要內(nèi)容15-16
• 2 基本理論及單點(diǎn)系泊系統(tǒng)轉(zhuǎn)盤軸承特點(diǎn)16-32
• 2.1 赫茲接觸理論概述16-21
• 2.1.1 基本假設(shè)16-17
• 2.1.2 接觸物體間的幾何條件17-18
• 2.1.3 接觸應(yīng)力和接觸變形18-20
• 2.1.4 接觸類型20-21
• 2.2 轉(zhuǎn)盤軸承的接觸強(qiáng)度理論21-27
• 2.2.1 滾動(dòng)軸承的載荷分布24-26
• 2.2.2 滾動(dòng)軸承的額定靜載荷26-27
• 2.2.3 滾動(dòng)軸承的當(dāng)量靜載荷27
• 2.3 轉(zhuǎn)盤軸承疲勞壽命理論27-32
• 2.3.1 滾動(dòng)軸承壽命的分布函數(shù)28-29
• 2.3.2 次表面應(yīng)力分布29-30
• 2.3.3 疲勞壽命的計(jì)算方法30-32
• 3 轉(zhuǎn)盤軸承的靜承載能力分析32-48
• 3.1 單點(diǎn)系泊系統(tǒng)轉(zhuǎn)盤軸承特點(diǎn)33-36
• 3.1.1 工作環(huán)境條件33
• 3.1.2 載荷特點(diǎn)33
• 3.1.3 結(jié)構(gòu)形式33-36
• 3.1.4 軸承材料36
• 3.2 力學(xué)分析36-41
• 3.2.1 徑向力作用下承載能力分析36-37
• 3.2.2 軸向力作用下承載能力分析37-39
• 3.2.3 傾覆力矩作用下承載能力分析39-40
• 3.2.4 聯(lián)合載荷作用下承載能力分析40-41
• 3.3 有限元法41-44
• 3.3.1 ABAQUS有限元接觸分析簡介41-42
• 3.3.2 實(shí)體模型的建立及網(wǎng)格劃分42-44
• 3.3.3 定義載荷及邊界條件44
• 3.4 力學(xué)分析及有限元計(jì)算結(jié)果對比分析44-48
• 3.4.1 最大接觸載荷44-45
• 3.4.2 最大接觸應(yīng)力45-46
• 3.4.3 軸承徑向游隙對承載能力的影響46-48
• 4 單點(diǎn)系泊系統(tǒng)轉(zhuǎn)盤軸承疲勞壽命計(jì)算48-61
• 4.1 滾道與滾動(dòng)體接觸的有限元模型50
• 4.2 轉(zhuǎn)盤軸承所承受交變外載荷分析50-52
• 4.3 轉(zhuǎn)盤軸承內(nèi)圈、外圈的應(yīng)力和應(yīng)變分析52-58
• 4.3.1 不考慮滾道硬度隨深度變化52-54
• 4.3.2 考慮滾道硬度隨深度變化54-58
• 4.4 轉(zhuǎn)盤軸承的疲勞壽命分析58-61
• 4.4.1 轉(zhuǎn)盤軸承疲勞壽命計(jì)算結(jié)果58-59
• 4.4.2 疲勞壽命計(jì)算結(jié)果對比分析59-61
• 5 總結(jié)與展望61-63
• 5.1 論文總結(jié)61-62
• 5.2 工作展望62-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況66-67
• 致謝67-68

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本文編號：1071034