本文關(guān)鍵詞：大型滾動(dòng)軸承力學(xué)性能及其疲勞壽命研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：大型滾動(dòng)軸承由于其結(jié)構(gòu)大,承載能力強(qiáng)主要應(yīng)用于低速重載的場合中。目前針對大型滾動(dòng)軸承的分析和研究包括載荷分布,軸承承載能力,軸承使用壽命及軸承結(jié)構(gòu)優(yōu)化。主要分析方法有理論計(jì)算、力學(xué)模型分析和有限元模型分析。由于該類軸承幾何結(jié)構(gòu)復(fù)雜,材料和熱處理方式不同,以及各種復(fù)雜的工作狀況,對此類軸承的分析研究還沒有形成統(tǒng)一的方法。本文旨在提出一種合理的大型滾動(dòng)軸承力學(xué)分析模型和疲勞壽命分析方法。本課題來源于國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目“大型滾動(dòng)軸承壽命的結(jié)構(gòu)尺度效應(yīng)研究(批準(zhǔn)號(hào)：51005031)”�；诒净鸬难芯績�(nèi)容和目標(biāo),本文主要進(jìn)行以下研究工作： 首先,本文在前人對大型滾動(dòng)軸承研究的基礎(chǔ)上,利用赫茲接觸理論及有限元分析方法建立合理的彈性支撐大型滾動(dòng)軸承有限元模型,模擬大型滾動(dòng)軸承在實(shí)際工況下軸承的滾動(dòng)體載荷分布和接觸角大小。通過將力學(xué)模型計(jì)算結(jié)果與有限元模型分析結(jié)果進(jìn)行對比,驗(yàn)證大型滾動(dòng)軸承有限元簡化模型的可行性。對比結(jié)果顯示,大型滾動(dòng)軸承有限元簡化模型是可行的。 其次,本文通過建立幾組不同的大型滾動(dòng)軸承支撐模型,分析大型滾動(dòng)軸承約束方式,支撐結(jié)構(gòu)不同剛度,以及支撐結(jié)構(gòu)局部硬點(diǎn)對大型滾動(dòng)軸承力學(xué)性能的影響。 再次,本文利用有限元軟件建立滾動(dòng)體與溝道彈性接觸模型,分析大型滾動(dòng)軸承滾動(dòng)體與溝道接觸應(yīng)力,溝道次表面應(yīng)力場及應(yīng)變場隨接觸深度的變化規(guī)律。結(jié)果顯示溝道最大等效應(yīng)力與最大切應(yīng)變發(fā)生在溝道次表面。將應(yīng)力壽命及應(yīng)變壽命疲勞壽命分析方法引入大型滾動(dòng)軸承疲勞壽命分析中,分析溝道表面硬度對軸承壽命的影響。分析結(jié)果認(rèn)為溝道表面硬度對軸承疲勞壽命具有很大影響。 最后,分析雙列四點(diǎn)接觸球軸承溝道間距及溝道曲率半徑系數(shù)對軸承力學(xué)性能的影響,優(yōu)化軸承溝道間距及溝道曲率半徑系數(shù)。 本文分析結(jié)果對大型滾動(dòng)軸承及其支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：大型滾動(dòng)軸承 有限元模型 載荷分布 疲勞壽命 參數(shù)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH133.33
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 大型滾動(dòng)軸承簡介10-11
• 1.2 大型滾動(dòng)軸承載荷特點(diǎn)11-13
• 1.2.1 靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)載荷11-12
• 1.2.2 滾動(dòng)接觸疲勞載荷譜12-13
• 1.3 大型滾動(dòng)軸承失效形式13
• 1.4 國內(nèi)外研究概況13-15
• 1.4.1 大型滾動(dòng)軸承力學(xué)性能研究概況13-14
• 1.4.2 大型滾動(dòng)軸承疲勞壽命研究概況14-15
• 1.5 課題的研究目的、意義與內(nèi)容15-17
• 1.5.1 課題的研究目的和意義15-16
• 1.5.2 課題的研究內(nèi)容16-17
• 1.6 本章小結(jié)17-18
• 2 大型滾動(dòng)軸承有限元簡化模型及疲勞壽命分析方法18-32
• 2.1 大型滾動(dòng)軸承有限元簡化模型18-25
• 2.1.1 大型滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)及其簡化模型18-22
• 2.1.2 非線性彈簧剛度計(jì)算22-25
• 2.2 疲勞壽命分析方法25-30
• 2.2.1 應(yīng)力—壽命及應(yīng)變—壽命分析方法25-29
• 2.2.2 溝道次表面應(yīng)力分析29-30
• 2.3 本章小結(jié)30-32
• 3 大型滾動(dòng)軸承力學(xué)性能分析32-46
• 3.1 驗(yàn)證有限元簡化模型32-38
• 3.1.1 力學(xué)模型計(jì)算34-35
• 3.1.2 有限元簡化模型計(jì)算35-37
• 3.1.3 兩種結(jié)果對比分析37-38
• 3.2 支撐方式對軸承力學(xué)性能的影響38-41
• 3.2.1 建立軸承不同支撐方式模型38-39
• 3.2.2 軸承不同支撐方式模型結(jié)果分析39-41
• 3.3 支撐結(jié)構(gòu)局部剛度對軸承力學(xué)性能的影響41-43
• 3.3.1 建立不同支撐結(jié)構(gòu)模型41
• 3.3.2 不同支撐結(jié)構(gòu)結(jié)果分析41-43
• 3.4 支撐結(jié)構(gòu)整體剛度對軸承力學(xué)性能的影響43-44
• 3.4.1 建立不同輪轂厚度模型43
• 3.4.2 不同輪轂厚度結(jié)果分析43-44
• 3.5 本章小結(jié)44-46
• 4 大型滾動(dòng)軸承疲勞壽命分析46-56
• 4.1 建立滾動(dòng)體與溝道接觸有限元彈性模型47-50
• 4.1.1 軸承的幾何尺寸及材料屬性47-49
• 4.1.2 滾動(dòng)體與溝道接觸有限元模型49-50
• 4.2 軸承溝道應(yīng)力與應(yīng)變分析50-53
• 4.2.1 考慮溝道表層硬度50-51
• 4.2.2 不考慮溝道表層硬化51-53
• 4.3 軸承疲勞壽命分析53-55
• 4.3.1 軸承疲勞壽命計(jì)算53-55
• 4.3.2 軸承疲勞壽命分析結(jié)果對比55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 5 大型滾動(dòng)軸承參數(shù)優(yōu)化56-67
• 5.1 軸承溝道間距參數(shù)優(yōu)化56-60
• 5.1.1 建立軸承有限元模型56-57
• 5.1.2 有限元計(jì)算結(jié)果分析57-59
• 5.1.3 優(yōu)化軸承溝道間距59-60
• 5.2 溝道曲率半徑系數(shù)參數(shù)優(yōu)化60-64
• 5.2.1 對接觸應(yīng)力的影響60
• 5.2.2 對摩擦力矩的影響60-63
• 5.2.3 優(yōu)化溝道曲率半徑系數(shù)63-64
• 5.3 優(yōu)化后軸承的力學(xué)性能及疲勞壽命64-66
• 5.3.1 建立有限元模型64-65
• 5.3.2 有限元分析結(jié)果65-66
• 5.3.3 疲勞壽命分析66
• 5.4 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-69
• 參考文獻(xiàn)69-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況72-73
• 致謝73-74

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：362899