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

【摘要】：大型滾動軸承由于其結構大,承載能力強主要應用于低速重載的場合中。目前針對大型滾動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構優(yōu)化。主要分析方法有理論計算、力學模型分析和有限元模型分析。由于該類軸承幾何結構復雜,材料和熱處理方式不同,以及各種復雜的工作狀況,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軸承力學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基金資助項目“大型滾動軸承壽命的結構尺度效應研究(批準號：51005031)”�；诒净鸬难芯績热莺湍繕�,本文主要進行以下研究工作： 首先,本文在前人對大型滾動軸承研究的基礎上,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軸承有限元模型,模擬大型滾動軸承在實際工況下軸承的滾動體載荷分布和接觸角大小。通過將力學模型計算結果與有限元模型分析結果進行對比,驗證大型滾動軸承有限元簡化模型的可行性。對比結果顯示,大型滾動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軸承支撐模型,分析大型滾動軸承約束方式,支撐結構不同剛度,以及支撐結構局部硬點對大型滾動軸承力學性能的影響。 再次,本文利用有限元軟件建立滾動體與溝道彈性接觸模型,分析大型滾動軸承滾動體與溝道接觸應力,溝道次表面應力場及應變場隨接觸深度的變化規(guī)律。結果顯示溝道最大等效應力與最大切應變發(fā)生在溝道次表面。將應力壽命及應變壽命疲勞壽命分析方法引入大型滾動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。分析結果認為溝道表面硬度對軸承疲勞壽命具有很大影響。 最后,分析雙列四點接觸球軸承溝道間距及溝道曲率半徑系數(shù)對軸承力學性能的影響,優(yōu)化軸承溝道間距及溝道曲率半徑系數(shù)。 本文分析結果對大型滾動軸承及其支撐結構的設計具有指導意義。
【關鍵詞】：大型滾動軸承 有限元模型 載荷分布 疲勞壽命 參數(shù)優(yōu)化
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH133.33
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 大型滾動軸承簡介10-11
• 1.2 大型滾動軸承載荷特點11-13
• 1.2.1 靜強度設計載荷11-12
• 1.2.2 滾動接觸疲勞載荷譜12-13
• 1.3 大型滾動軸承失效形式13
• 1.4 國內外研究概況13-15
• 1.4.1 大型滾動軸承力學性能研究概況13-14
• 1.4.2 大型滾動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 課題的研究內容16-17
• 1.6 本章小結17-18
• 2 大型滾動軸承有限元簡化模型及疲勞壽命分析方法18-32
• 2.1 大型滾動軸承有限元簡化模型18-25
• 2.1.1 大型滾動軸承結構及其簡化模型18-22
• 2.1.2 非線性彈簧剛度計算22-25
• 2.2 疲勞壽命分析方法25-30
• 2.2.1 應力—壽命及應變—壽命分析方法25-29
• 2.2.2 溝道次表面應力分析29-30
• 2.3 本章小結30-32
• 3 大型滾動軸承力學性能分析32-46
• 3.1 驗證有限元簡化模型32-38
• 3.1.1 力學模型計算34-35
• 3.1.2 有限元簡化模型計算35-37
• 3.1.3 兩種結果對比分析37-38
• 3.2 支撐方式對軸承力學性能的影響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果分析39-41
• 3.3 支撐結構局部剛度對軸承力學性能的影響41-43
• 3.3.1 建立不同支撐結構模型41
• 3.3.2 不同支撐結構結果分析41-43
• 3.4 支撐結構整體剛度對軸承力學性能的影響43-44
• 3.4.1 建立不同輪轂厚度模型43
• 3.4.2 不同輪轂厚度結果分析43-44
• 3.5 本章小結44-46
• 4 大型滾動軸承疲勞壽命分析46-56
• 4.1 建立滾動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 滾動體與溝道接觸有限元模型49-50
• 4.2 軸承溝道應力與應變分析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 軸承疲勞壽命計算53-55
• 4.3.2 軸承疲勞壽命分析結果對比55
• 4.4 本章小結55-56
• 5 大型滾動軸承參數(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 有限元計算結果分析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 有限元分析結果65-66
• 5.3.3 疲勞壽命分析66
• 5.4 本章小結66-67
• 結論67-69
• 參考文獻69-72
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況72-73
• 致謝73-74

【參考文獻】

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本文編號：362899