本文關(guān)鍵詞：高速鐵路客車圓錐滾子軸承凸度及動(dòng)態(tài)性能分析

  更多相關(guān)文章： 高速鐵路客車 雙列圓錐滾子軸承 凸度 動(dòng)態(tài)性能 有限元分析 溫升性能

【摘要】：圓錐滾子軸承作為高速鐵路客車軸箱最關(guān)鍵的核心部件，其滾子凸度設(shè)計(jì)及動(dòng)態(tài)性能直接關(guān)系著軸箱系統(tǒng)的工作性能和可靠性，進(jìn)而影響高速鐵路客車的正常運(yùn)行和安全，，因此對(duì)軸箱軸承進(jìn)行力學(xué)性能研究及溫升試驗(yàn)分析有著非常重要的意義。 本文以高速鐵路客車軸箱用雙列圓錐滾子軸承為研究對(duì)象，在ANSYS/ANSYS WORKBENCH環(huán)境下建立不同凸度滾子和滾道接觸的有限元接觸分析模型，研究了滾動(dòng)體和滾道之間在接觸負(fù)荷作用下接觸點(diǎn)鄰域的應(yīng)力分布情況；考慮不同凸形、凸度量及載荷對(duì)接觸應(yīng)力和應(yīng)力分布的影響，確定了合理的凸形和凸度量。對(duì)數(shù)母線型滾子和合理的凸度量能降低滾子與滾道接觸引起的邊界應(yīng)力集中，而且一定的載荷都會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè)較優(yōu)的凸度量區(qū)間，凸度量過(guò)大或過(guò)小不但沒(méi)有降低邊界應(yīng)力集中，反而會(huì)引起滾子端部和中間的應(yīng)力差值，減弱滾子沿軸線方向應(yīng)力分布的均勻性。 在滾子與滾道接觸應(yīng)力分析的基礎(chǔ)上，建立對(duì)數(shù)母線型圓錐滾子軸承顯示動(dòng)力學(xué)分析模型，并對(duì)其動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行有限元仿真，研究了軸承各部分的接觸應(yīng)力隨時(shí)間的變化情況。圓錐滾子與滾道接觸區(qū)域的幾何形狀對(duì)軸承的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及應(yīng)力分布有一定的影響；滾子是振動(dòng)最為激烈的零件，其振動(dòng)特性呈現(xiàn)非常明顯的非線性特征；在軸承承載區(qū)域附近，保持架與滾子接觸應(yīng)力差異較大。 在實(shí)際運(yùn)行中，高鐵軸承滾子與滾道摩擦所產(chǎn)生的溫升對(duì)軸承工作性能有較大的影響，本文在專用鐵路軸承試驗(yàn)機(jī)上，對(duì)對(duì)數(shù)母線型圓錐滾子軸承進(jìn)行了不同轉(zhuǎn)速和載荷下的溫升性能試驗(yàn)，初步驗(yàn)證軸承的高速性能。在試驗(yàn)過(guò)程中，試驗(yàn)機(jī)和軸承都運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；軸承工作溫度隨著轉(zhuǎn)速和載荷的增加而升高，在一定時(shí)間內(nèi)可以達(dá)到熱平衡，并保持穩(wěn)定狀態(tài)；試驗(yàn)結(jié)果表明，試驗(yàn)用高鐵軸承初步達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 本論文對(duì)高速鐵路軸箱軸承凸度及動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行分析，并通過(guò)溫升性能試驗(yàn)校核驗(yàn)證其高速性能。本研究可為高鐵軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論和試驗(yàn)依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：高速鐵路客車 雙列圓錐滾子軸承 凸度 動(dòng)態(tài)性能 有限元分析 溫升性能
【學(xué)位授予單位】：河南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：U270.33;TH133.3
【目錄】：

• 摘要2-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 研究目的及意義8
• 1.2 高速鐵路軸承技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀8-10
• 1.3 圓錐滾子軸承性能研究現(xiàn)狀10-12
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容12-14
• 第2章 雙列圓錐滾子軸承的結(jié)構(gòu)特性與受力分析14-24
• 2.1 雙列圓錐滾子軸承的結(jié)構(gòu)形式分析14-17
• 2.1.1 雙列圓錐滾子軸承的結(jié)構(gòu)形式14-16
• 2.1.2 雙列圓錐滾子軸承的結(jié)構(gòu)特性16-17
• 2.2 雙列圓錐滾子軸承的載荷分布計(jì)算17-22
• 2.2.1 圓錐滾子軸承的載荷分布17-19
• 2.2.2 圓錐滾子的受力平衡分析19-20
• 2.2.3 圓錐滾子軸承的曲率與彈性趨近量計(jì)算20-21
• 2.2.4 圓錐滾子軸承接觸負(fù)荷與變形關(guān)系21-22
• 2.3 本章小結(jié)22-24
• 第3章 圓錐滾子軸承凸度的有限元分析24-46
• 3.1 接觸問(wèn)題的有限元法24-26
• 3.1.1 接觸問(wèn)題的闡述24
• 3.1.2 基于 ANSYS 求解接觸問(wèn)題的方法24-26
• 3.2 圓錐滾子軸承凸度設(shè)計(jì)26-30
• 3.2.1 凸度問(wèn)題的闡述26-27
• 3.2.2 滾子軸承的凸度設(shè)計(jì)27-30
• 3.3 圓錐滾子軸承有限元分析模型的建立30-36
• 3.3.1 實(shí)體模型的建立30-32
• 3.3.2 材料特性的設(shè)定與單元選取32-33
• 3.3.3 網(wǎng)格劃分33-34
• 3.3.4 接觸對(duì)設(shè)置34-35
• 3.3.5 邊界條件的設(shè)定及載荷35-36
• 3.4 ANSYS 計(jì)算結(jié)果分析36-44
• 3.4.1 凸形對(duì)接觸應(yīng)力的影響36-42
• 3.4.2 滾子的凸度量計(jì)算42-44
• 3.5 本章小結(jié)44-46
• 第4章 基于 ANSYS/LS-DYNA 圓錐滾子軸承動(dòng)力學(xué)分析46-56
• 4.1 ANSYS/ LS- DYNA 顯式動(dòng)力學(xué)分析模塊簡(jiǎn)介46
• 4.2 顯式動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)算法理論46-48
• 4.3 基于 ANSYS/ LS- DYNA 的顯示動(dòng)力學(xué)分析48-55
• 4.3.1 有限元模型的建立48-49
• 4.3.2 材料選取及接觸的設(shè)定49-50
• 4.3.3 邊界條件的設(shè)定及加載50
• 4.3.4 計(jì)算結(jié)果分析50-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 第5章 高鐵軸承溫升性能試驗(yàn)分析56-62
• 5.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>56
• 5.2 試驗(yàn)主要內(nèi)容56-58
• 5.2.1 試驗(yàn)軸承56
• 5.2.2 試驗(yàn)裝置56-57
• 5.2.3 試驗(yàn)內(nèi)容57-58
• 5.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析58-61
• 5.3.1 不同轉(zhuǎn)速對(duì)軸承溫升性能的影響58-60
• 5.3.2 不同載荷對(duì)軸承溫升性能的影響60-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 第6章 結(jié)論與展望62-64
• 6.1 結(jié)論62-63
• 6.2 展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 致謝67-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果68

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：668395