本文關(guān)鍵詞：球軸承柔性多體動力學分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：球軸承作為旋轉(zhuǎn)機械中的關(guān)鍵零件,影響著整個機械系統(tǒng)的動態(tài)性能。真實分析球軸承零件的相互作用和有關(guān)動力學特性,成為目前軸承研究的一個主要內(nèi)容。本文主要研究目的是應用有限元方法建立球軸承的多體多自由度的柔性多體動力學模型,考慮球軸承各元件之間的動態(tài)接觸關(guān)系,研究球軸承的動力學性能和保持架的穩(wěn)定性等亟待解決的關(guān)鍵問題。 本文來源于國家自然科學研究基金項目“機械系統(tǒng)中滾動軸承多體接觸動力學研究”(編號11002062)和昆明理工大學引進人才基金“大型滾動軸承柔性多體動力學研究”(編號KKSA20091026),運用有限元方法,對球軸承的多體靜力接觸、保持架振動、多體動力接觸等特性進行研究。論文的主要研究工作包括： (1)通過深溝球軸承多體靜力接觸有限元分析,得到了不同載荷參數(shù)條件下球軸承的靜力學性能。經(jīng)Hertz接觸理論驗證,所提出的網(wǎng)格劃分方式、接觸參數(shù)和接觸對建立方法是正確的,可以作為軸承靜、動力學模型的建模方式,同時驗證了應用有限元法進行球軸承動力學分析的可行性。 (2)對浪形保持架和實體保持架進行自由模態(tài)分析,得到了保持架的自由振動特征；對實體保持架進行離心預應力模態(tài)分析,分析了保持架在離心力作用下的振動形式及特點。主要結(jié)論：浪形保持架的振動損毀主要發(fā)生在鉚釘連接處,實體保持架發(fā)生在側(cè)梁和過梁處；由于離心力的作用,使實體保持架的模態(tài)頻率升高,高速情況下對保持架疲勞強度的影響更加明顯。 (3)綜合考慮軸承徑向載荷、轉(zhuǎn)速、引導間隙等因素的影響,同時考慮鋼球、套圈滾道和保持架的動態(tài)接觸關(guān)系,在ANSYS/LS-DYNA中建立了深溝球軸承和角接觸球軸承的柔性多體接觸動力學模型,并進行了動力接觸仿真分析,研究了球軸承的動力學性能和保持架的動態(tài)特性。主要結(jié)論：在徑向載荷下,鋼球表現(xiàn)出奇偶交替支承的變?nèi)嵝哉駝禹憫�；保持架的穩(wěn)定性與軸承所受載荷、引導間隙、速度等因素相關(guān),其中以速度沖擊的對保持架穩(wěn)定性的影響最為嚴重。 (4)進行了球軸承的動態(tài)響應測試,拾取外圈的徑向振動加速度信號和振動頻率信號,對比仿真計算結(jié)果和實驗結(jié)果,驗證了球軸承柔性多體接觸有限元模型和仿真結(jié)果的準確性。 綜上所述,本文分別研究了球軸承的載荷分布、保持架振動、球軸承動態(tài)響應等方面的問題。通過探索球軸承的靜、動態(tài)接觸特性,進一步認識了球軸承的基本動力學接觸性能,對球軸承的設(shè)計制造和使用維護等具有重要的理論意義和工程應用價值。
【關(guān)鍵詞】：球軸承 有限元法 ANSYS/LS-DYNA 保持架 動態(tài)接觸動力學
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH133.3
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 概述10-11
• 1.2 球軸承國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 球軸承接觸力學分析方法11-12
• 1.2.2 球軸承力學分析的有限元方法12-14
• 1.2.3 保持架動力學的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 課題研究意義與來源15-16
• 1.4 課題研究內(nèi)容16-18
• 第二章 球軸承柔性多體接觸靜態(tài)特性分析18-38
• 2.1 引言18-19
• 2.2 球軸承的Hertz接觸理論分析19-23
• 2.2.1 深溝球軸承的幾何參數(shù)19-20
• 2.2.2 角接觸軸承的幾何參數(shù)20-22
• 2.2.3 球軸承的Hertz點接觸理論22-23
• 2.3 球軸承徑向載荷分布理論23-27
• 2.3.1 最大載荷計算23-25
• 2.3.2 各鋼球承載計算25-26
• 2.3.3 計算實例26-27
• 2.4 球軸承多體接觸靜態(tài)特性的有限元分析27-35
• 2.4.1 網(wǎng)格劃分方法和接觸控制參數(shù)的探索27-31
• 2.4.2 球軸承多體接觸計算結(jié)果及分析31-35
• 2.5 本章小結(jié)35-38
• 第三章 球軸承保持架的振動特性分析38-50
• 3.1 引言38
• 3.2 保持架振動的基本形式38-39
• 3.3 浪型保持架自由振動特性39-43
• 3.3.1 浪形保持架有限元模型39-40
• 3.3.2 浪形保持架自由振動模態(tài)40-42
• 3.3.3 結(jié)果分析42-43
• 3.4 實體保持架自由振動特性43-46
• 3.4.1 實體保持架有限元模型43
• 3.4.2 實體保持架自由模態(tài)43-46
• 3.4.3 結(jié)果分析46
• 3.5 實體保持架預應力模態(tài)分析46-48
• 3.5.1 離心應力分布46-47
• 3.5.2 離心預應力模態(tài)分析47-48
• 3.6 本章小結(jié)48-50
• 第四章 球軸承柔性多體接觸動力學特性分析50-72
• 4.1 引言50
• 4.2 LS-DYNA程序顯示動力學基本算法50-52
• 4.2.1 控制方程與現(xiàn)實算法50-51
• 4.2.2 接觸算法與接觸類型51-52
• 4.3 球軸承的運動學理論分析52-54
• 4.3.1 保持架的旋轉(zhuǎn)速度53
• 4.3.2 鋼球的自轉(zhuǎn)速度53-54
• 4.4 深溝球軸承動力學特性分析54-64
• 4.4.1 深溝球軸承多體接觸動力學有限元模型54-55
• 4.4.2 輕載條件下的計算結(jié)果分析55-60
• 4.4.3 重載條件下球軸承動力學特性分析60-64
• 4.5 角接觸球軸承動力學特性分析64-71
• 4.5.1 角接觸球軸承多體接觸動力學有限元模型64-65
• 4.5.2 計算結(jié)果分析65-71
• 4.6 本章小結(jié)71-72
• 第五章 球軸承的動態(tài)響應實驗72-80
• 5.1 實驗目的72
• 5.2 實驗設(shè)備和實驗方法72-74
• 5.2.1 實驗設(shè)備72-73
• 5.2.2 實驗方法73-74
• 5.3 實驗結(jié)果74-79
• 5.3.1 深溝球軸承6012振動響應測試實驗結(jié)果74-76
• 5.3.2 角接觸球軸承7010C振動響應測試實驗結(jié)果76-79
• 5.3.3 有限元計算結(jié)果和實驗測量結(jié)果誤差分析79
• 5.4 本章小結(jié)79-80
• 第六章 結(jié)論與展望80-82
• 6.1 本文主要研究工作和結(jié)論80-81
• 6.2 今后研究展望81-82
• 致謝82-84
• 參考文獻84-88
• 附錄 攻讀碩士期間發(fā)表學術(shù)論文和參與的科研項目88

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 汪久根;王慶九;章維明;;滾動軸承動力學的研究[J];軸承;2007年03期

2 李昌;孫志禮;;深溝球軸承動態(tài)有限元數(shù)字仿真[J];東北大學學報(自然科學版);2008年11期

  本文關(guān)鍵詞：球軸承柔性多體動力學分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：346567