本文關鍵詞：航空發(fā)動機滾動軸承動力學模型分析

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【摘要】：本文在前人研究成果的基礎上以了解滾動軸承動力學特性并對實際工程有指導意義為主要研究目的。從赫茲接觸理論的觀點出發(fā),運用MATLAB和ANSYS對滾動軸承動力學模型進行分析研究。首先依次對滾動軸承二、三、五度自由度動力學模型的建立過程做了詳細介紹,并著重對二自由度以及三自由度的理論模型運用MATLAB進行了數(shù)值分析,研究不同幾何和物理參數(shù)對球軸承動力學特性的影響;對于二自由度模型本文分別進行了相平面分析、幅頻響應分析,通過研究我們發(fā)現(xiàn),隨著轉速、游隙、阻尼參數(shù)的變化相平面特性與幅頻特性隨之變化,但是游隙這個因素的影響相對于阻尼更加顯著一些;對于三自由度模型本文主要進行了變軸向力情況下的相平面分析,并總結出不同軸向力下的相平面特性。通過研究我們發(fā)現(xiàn)三自由度模型的分析結果要比二自由度模型的分析結果更加復雜多變,但是當需要考慮軸向力對滾動軸承的影響時三自由度模型的分析結果更加具有參考價值。其次運用ANSYS對滾動軸承進行仿真,發(fā)現(xiàn)滾動軸承在不同的位置角時其剛度變化呈現(xiàn)出非線性,并且隨著承受的載荷變大剛度的非線性越不明顯,這為選取大小合適的力作為后續(xù)變剛度曲線的擬合數(shù)據(jù)點提供了依據(jù)。最后ANSYS的滾動軸承變剛度特性仿真結果與MATLAB的計算結果進行對比分析,我們可以發(fā)現(xiàn)ANSYS的仿真結果呈現(xiàn)的變剛度的周期性變化趨勢和MATLAB的理論計算結果相一致,這說明ANSYS的仿真結果合理有效并且可以對滾動軸承不同自由度模型的變剛度的非線性參量進行校核從而促使理論分析更加接近實際工況。
【關鍵詞】：滾動軸承 赫茲接觸理論 動力學模型 有限元
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V232
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 課題研究背景及意義8-10
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀和分析10-13
• 1.2.1 滾動軸承理論模型的研究與發(fā)展10-12
• 1.2.2 滾動軸承仿真技術的研究與發(fā)展12-13
• 1.3 論文主要內容安排13-15
• 第2章 滾動軸承動力學模型分析的基本理論15-22
• 2.1 引言15
• 2.2 滾動軸承簡介15-17
• 2.2.1 滾動軸承的發(fā)展15
• 2.2.2 滾動軸承的基本結構15-17
• 2.2.3 滾動軸承的工作原理17
• 2.3 滾動軸承的受力分析17-19
• 2.3.1 滾動軸承靜載荷分布17-19
• 2.3.2 滾動軸承的動載荷分布19
• 2.4 滾動軸承的接觸問題19-21
• 2.4.1 接觸問題簡介19
• 2.4.2 接觸問題的分類19
• 2.4.3 赫茲接觸理論19-21
• 2.5 本章小結21-22
• 第3章 滾動軸承不同自由度動力學模型分析22-48
• 3.1 引言22
• 3.2 滾動軸承產生振動的基礎理論22-23
• 3.3 不同自由度滾動軸承動力學模型23-29
• 3.3.1 滾動軸承二自由度動力學模型23-25
• 3.3.2 滾動軸承三自由度動力學模型25-28
• 3.3.3 滾動軸承五自由度動力學模型28-29
• 3.4 二自由度和三自由度模型數(shù)值仿真分析29-47
• 3.4.1 相平面法介紹29
• 3.4.2 單自由度非線性保守系統(tǒng)的相平面分析29
• 3.4.3 二自由度模型相圖軌跡圖分析29-37
• 3.4.4 二自由度模型幅頻曲線分析37-39
• 3.4.5 三自由度模型數(shù)值結果分析39-47
• 3.5 本章小結47-48
• 第4章 滾動軸承有限元模型分析48-65
• 4.1 引言48
• 4.2 有限元軟件仿真建模48-54
• 4.2.1 滾動軸承ANSYS建模單元類型的選擇48-49
• 4.2.2 ANSYS建模的接觸問題49-51
• 4.2.3 ANSYS建模過程51-54
• 4.3 ANSYS 模擬滾動軸承的變剛度振動54-64
• 4.3.1 滾動軸承變剛度振動介紹54-56
• 4.3.2 滾動軸承剛度非線性研究56-59
• 4.3.3 ANSYS仿真滾動軸承變剛度特性59-64
• 4.4 本章小結64-65
• 結論65-67
• 參考文獻67-71
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果71-73
• 致謝73

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本文編號：1095057