滾動軸承是傳動系統(tǒng)的重要組成部分,滾動軸承的動力學特性直接影響到軸承本身的壽命和回轉(zhuǎn)精度,從而間接影響到傳動系統(tǒng)的精度保持性、可靠性指標以及振動噪聲等。因此,為了提高滾動軸承在工作中的運動精度,降低軸承的振動噪聲,了解滾動軸承故障的振動特性等,對滾動軸承的實際工況進行動力學仿真,研究滾動軸承在不同的結構參數(shù)、幾何參數(shù)和工況參數(shù)下的動力學特性以及軸承的故障振動特性和軸承在傳動系統(tǒng)中的動力學特性便有著非常重要的意義。本文基于長江學者和創(chuàng)新團隊發(fā)展計劃項目（IRT0816）和“高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備”科技重大專項（2010ZX04014-014）。研究內(nèi)容主要是基于ANSYS/LS-DYNA,以一種多體接觸動力學方法仿真并分析滾動軸承在特定結構參數(shù)、幾何參數(shù)和工況參數(shù)下的動力學特性。主要研究滾動軸承各部件在位移、速度、加速度、應力、接觸力以及載荷分布的變化規(guī)律。在此基礎上研究滾動軸承的故障振動特性,基于滾動軸承的主要失效形式（點蝕）,在ANSYS中建立具有點蝕故障的滾動軸承有限元模型,進一步研究滾動軸承的故障振動特性,分析由于點蝕故障所引起的應力集中、接觸力以及振動情況的變化,最后并運用... 

【文章來源】：東北大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的研究背景和課題研究目的與意義
    1.2 滾動軸承的動力學特性研究概況
        1.2.1 國內(nèi)滾動軸承動力學仿真概況
        1.2.2 國外滾動軸承動力學仿真概況
    1.3 ANSYS/LS-DYNA顯式動力學簡介
        1.3.1 LS-DYNA3D簡介
        1.3.2 ANSYS/LS-DYNA顯式動力學的基本理論
    1.4 本文的研究內(nèi)容
第2章 滾動軸承的幾何學與運動學關系
    2.1 幾何學關系
        2.1.1 密合度
        2.1.2 球軸承溝曲率半徑系數(shù)
        2.1.3 主曲率與主曲率差函數(shù)
        2.1.4 滾動軸承徑向游隙
    2.2 運動學關系
    2.3 滾動軸承最佳原始游隙的確定
        2.3.1 過盈配合對軸承游隙的影響
        2.3.2 轉(zhuǎn)速對軸承游隙的影響
        2.3.3 工作載荷對軸承游隙的影響
        2.3.4 溫度變化對軸承游隙的影響
        2.3.5 線膨脹系數(shù)對軸承游隙的影響
        2.3.6 軸承最佳原始游隙的確定
        2.3.7 基于Matlab GUI的計算程序
第3章 軸承顯式動力學的仿真分析
    3.1 有限元模型的建立
    3.2 材料參數(shù)的確定
    3.3 有限元網(wǎng)格劃分
    3.4 邊界條件的設置
    3.5 滾動軸承顯式動力學的仿真結果
    3.6 ANSYS/LS-DYNA仿真結果的動力學特性驗證
        3.6.1 深溝球軸承赫茲接觸的受載分布驗證
        3.6.2 滾動軸承的運動學關系驗證
    3.7 總結
第4章 滾動軸承動力學特性的研究
    4.1 軸承幾何參數(shù)的影響
        4.1.1 溝曲率半徑的影響
        4.1.2 保持架兜孔游隙的影響
    4.2 軸承結構參數(shù)的影響
        4.2.1 滾動體個數(shù)的影響
        4.2.2 徑向游隙的影響
    4.3 軸承工況條件的影響
        4.3.1 工作載荷的影響
        4.3.2 工作轉(zhuǎn)速的影響
    4.4 傳動系統(tǒng)中軸承的動力學特性分析
    4.5 總結
第5章 滾動軸承故障的動力學分析與診斷
    5.1 結構特點引起的振動
    5.2 軸承運行故障引起的振動
    5.3 滾動軸承零件固有頻率與故障特征頻率
        5.3.1 滾動軸承零件固有頻率
        5.3.2 滾動軸承的故障特征頻率
        5.3.3 滾動軸承的故障檢測方法
    5.4 軸承故障的動力學仿真與故障診斷
        5.4.1 滾動體故障的動力學仿真
        5.4.2 外圈故障時的動力學仿真
        5.4.3 軸承故障振動的故障診斷
    5.5 總結
第6章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]滾動軸承最佳原始游隙的確定[J]. 張剛,王天哲,張義民.  機械設計與制造. 2012(11)
[2]深溝球軸承的載荷分布與剛度特征研究[J]. 張宇,謝里陽,錢文學,張曉瑾.  機械設計. 2012(03)
[3]基于包絡解調(diào)分析的滾動軸承故障診斷研究[J]. 宋曉美,孟繁超,張玉.  儀器儀表與分析監(jiān)測. 2012(01)
[4]滾動軸承動力學仿真與分析[J]. 高春良,王成棟,苗強.  機械設計與制造. 2011(02)
[5]基于包絡譜分析的滾動軸承故障診斷分析[J]. 韓業(yè)鋒,仲濤,石磊.  機械研究與應用. 2010(04)
[6]深溝球軸承運轉(zhuǎn)過程動態(tài)特性有限元分析[J]. 林騰蛟,榮崎,李潤方,邵毅敏.  振動與沖擊. 2009(01)
[7]基于ANSYS/LS-DYNA的滾動軸承仿真與分析[J]. 張樂樂,高祥,譚南林,樊莉.  機械設計. 2007(09)
[8]滾動軸承故障的EMD診斷方法研究[J]. 高強,杜小山,范虹,孟慶豐.  振動工程學報. 2007(01)
[9]滾動軸承動力學的研究[J]. 汪久根,王慶九,章維明.  軸承. 2007(03)
[10]軸承原始徑向游隙的確定[J]. 王學輝,孫如華,劉瑞實.  軸承. 2007(02)

博士論文
[1]滾動軸承振動信號處理及特征提取方法研究[D]. 蘇文勝.大連理工大學 2010
[2]球軸承多體接觸動力學研究[D]. 姚廷強.昆明理工大學 2009
[3]振動信號的包絡解調(diào)分析方法研究及應用[D]. 張家凡.武漢理工大學 2008
[4]航空發(fā)動機高速滾動軸承力學特性研究[D]. 唐云冰.南京航空航天大學 2005
[5]齒輪與滾動軸承故障的振動分析與診斷[D]. 孟濤.西北工業(yè)大學 2003
[6]球軸承振動的研究[D]. 趙聯(lián)春.浙江大學 2003

碩士論文
[1]滾動軸承故障的顯式動力學仿真與振動特征分析[D]. 高春良.電子科技大學 2010
[2]角接觸球軸承靜力學與動力學分析[D]. 陳雄.南京航空航天大學 2007



本文編號：3119336