本文關(guān)鍵詞：帶故障滾動軸承的剛度特性分析、模擬與測試研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,航空發(fā)動機的性能不斷提高。滾動軸承作為航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子系統(tǒng)廣泛采用的一種支承,其力學(xué)特性對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力特性有重要的影響,當(dāng)其產(chǎn)生故障時會引起軸承載荷重新分配,從而會影響到整機的振動行為,也將會誘發(fā)整個系統(tǒng)產(chǎn)生故障,尤其是高速下更為顯著。因此,為了滿足新一代先進航空發(fā)動機研制的需要,進行航空發(fā)動機高速滾動軸承正常及故障狀態(tài)下的研究十分必要。本文針對帶有故障的滾動軸承,分別采用解析計算、有限元模擬和實驗測試三種方法,對其正常和帶有點蝕故障和滾珠缺失三種不同工況下,在不同負載下的剛度特性進行了分析,以及故障對其剛度特性的影響研究。具體內(nèi)容包括：(1)闡述了深溝球軸承和斜角球軸承的結(jié)構(gòu)特點,介紹了Hertz彈性接觸理論、剛性套圈假設(shè)等相關(guān)基礎(chǔ)理論。根據(jù)滾珠在負荷作用下的變形情況,利用Hertz理論推導(dǎo)了滾珠與內(nèi)、外環(huán)之間接觸點的剛度表達式。(2)建立了角接觸球軸承正常安裝狀態(tài)、具有單一點蝕故障和滾珠缺失故障的軸承剛度解析計算模型,以角接觸球軸承71807AC為例進行了仿真計算分析,研究了軸承軸向剛度和徑向剛度隨軸向載荷、徑向載荷的變化規(guī)律,討論了故障尺寸對剛度的影響。對比了軸承在正常狀態(tài)下、具有滾珠缺失和點蝕故障工況的剛度特性,研究了軸承故障對剛度特性的影響。(3)基于有限元基本分析方法,在考慮邊界條件影響的情況下,考慮套圈變形的影響,建立了角接觸球軸承和圓柱滾子軸承剛度特性分析的有限元析模型,分別討論了角接觸球軸承在承受徑向負荷、軸向負荷、徑向和軸向聯(lián)合負荷及圓柱滾子軸承僅承受徑向載荷時,軸承剛度隨負載的變化規(guī)律。(4)建立了角接觸球軸承外圈點蝕和滾珠缺失故障下的有限元模型,對比了正常狀態(tài)下、外圈點蝕故障下和滾珠缺失故障下角接觸球軸承的剛度特性。(5)搭建了角接觸球軸承靜態(tài)剛度測試試驗臺,進行了正常狀態(tài)下和滾珠缺失故障下角接觸球軸承的靜態(tài)軸向、徑向剛度測試,測試結(jié)果具有良好的重復(fù)性。同時測試結(jié)果、解析計算結(jié)果和有限元方法仿真結(jié)果進行了對照分析,在趨勢上得到較好的一致性。
【關(guān)鍵詞】：角接觸球軸承 圓柱滾子軸承 點蝕故障 滾珠缺失故障 載荷分布 剛度特性 有限元法 實驗測試
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH133.33
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-18
• 1.1 研究背景意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 滾動軸承力學(xué)模型研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 滾動軸承接觸力學(xué)有限元仿真分析現(xiàn)狀15
• 1.2.3 滾動軸承剛度特性的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 本文研究內(nèi)容16-18
• 第2章 滾動軸承基本結(jié)構(gòu)與理論18-24
• 2.1 引言18
• 2.2 滾動軸承結(jié)構(gòu)特點18-22
• 2.2.1 深溝球軸承19-20
• 2.2.2 角接觸球軸承20-22
• 2.3 滾動軸承基本理論22-23
• 2.3.1 Hertz彈性接觸理論22-23
• 2.3.2 剛性套圈假設(shè)23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第3章 角接觸球軸承剛度特性的解析分析24-40
• 3.1 引言24
• 3.2 角接觸球軸承的力學(xué)模型24-30
• 3.2.1 單個滾珠的受力分析24-27
• 3.2.2 滾動軸承的載荷-位移關(guān)系27-28
• 3.2.3 滾動軸承的剛度矩陣基本定義28-29
• 3.2.4 滾動軸承的剛度矩陣表達式29-30
• 3.3 帶有故障的滾動軸承的剛度模型30-35
• 3.3.1 正常無故障狀態(tài)下軸承剛度模型30-31
• 3.3.2 具有單一點蝕故障時軸承的剛度計算模型31-34
• 3.3.3 滾珠缺失時的軸承剛度模型34-35
• 3.4 算例35-38
• 3.4.1 正常無故障情況下軸承的剛度特性36-37
• 3.4.2 外圈滾道具有單一點蝕故障時軸承的剛度特性37-38
• 3.4.3 正常與帶故障軸承的剛度特性對比分析38
• 3.5 本章小結(jié)38-40
• 第4章 滾動軸承剛度特性的有限元分析40-60
• 4.1 引言40
• 4.2 有限元接觸問題的分析方法40-42
• 4.2.1 接觸單元類型40-41
• 4.2.2 接觸問題分析步驟41-42
• 4.3 正常無故障條件下軸承的剛度計算模型42-55
• 4.3.1 角接觸球軸承的剛度計算模型42-49
• 4.3.2 圓柱滾子軸承的剛度計算模型49-55
• 4.4 帶有故障角接觸球軸承的剛度有限元分析55-58
• 4.4.1 外圈點蝕故障模型仿真55
• 4.4.2 滾珠缺損故障模型仿真55-56
• 4.4.3 有限元結(jié)果56-58
• 4.5 本章小結(jié)58-60
• 第5章 滾動軸承剛度特性的試驗研究60-74
• 5.1 引言60
• 5.2 試驗臺簡介60-61
• 5.3 測量方法與流程61-63
• 5.3.1 測試原理61
• 5.3.2 測試流程61-63
• 5.4 實驗測試結(jié)果63-72
• 5.4.1 無故障狀態(tài)下測試結(jié)果63-67
• 5.4.2 滾珠缺失故障狀態(tài)下測試結(jié)果67-72
• 5.5 本章小結(jié)72-74
• 第6章 結(jié)論與展望74-76
• 6.1 結(jié)論74
• 6.2 展望74-76
• 參考文獻76-82
• 致謝82

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王彥偉;羅繼偉;陳立平;;圓錐滾子軸承接觸分析[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年09期

2 汪久根,鄢建輝,朱聘和,章維明;球軸承的摩擦系數(shù)分析[J];機床與液壓;2003年04期

  本文關(guān)鍵詞：帶故障滾動軸承的剛度特性分析、模擬與測試研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：291979