混合陶瓷角接觸球軸承的有限元?jiǎng)討B(tài)模擬及旋滾比分析.pdf

1、相對(duì)于傳統(tǒng)的鋼制軸承，混合陶瓷軸承有很大的優(yōu)勢(shì)，尤其在各種高溫、高速等苛刻環(huán)境中有廣闊的應(yīng)用前景。但是由于陶瓷球軸承所具有的一些特殊性，常規(guī)設(shè)計(jì)已不能充分發(fā)揮陶瓷軸承的優(yōu)越性。根據(jù)陶瓷材料的物理和機(jī)械性能以及其材料性能分散度較大等特點(diǎn)，本文將有限元分析方法應(yīng)用于混合陶瓷球軸承的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，對(duì)角接觸球軸承的有限元?jiǎng)討B(tài)模擬與旋滾比分析進(jìn)行了深入的分析與研究。 本文首先應(yīng)用有限元軟件ABAQUS對(duì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)情況下的角接觸球軸承進(jìn)行了擬靜

2、力分析。考慮慣性載荷的影響，研究了角接觸球軸承在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的受力情況，將穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)化成擬靜力狀態(tài)進(jìn)行模擬，對(duì)模型進(jìn)行了合理簡(jiǎn)化，局部細(xì)化網(wǎng)格，將有限元分析結(jié)果中有理論參考的物理量與理論值進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了有限元分析方法的可行性。 在局部擬靜力分析基礎(chǔ)上，將角接觸球軸承的分析過(guò)渡到動(dòng)態(tài)模擬。在A(yíng)BAOUS中建立了軸承的整體模型，加入摩擦、慣性載荷、保持架等影響因素，在更加貼近工況的條件下模擬軸承的高速運(yùn)轉(zhuǎn)；從有限元結(jié)果中輸出保持

3、架的轉(zhuǎn)速以及滾動(dòng)體的運(yùn)動(dòng)軌跡，分析軸承的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；同時(shí)將數(shù)據(jù)導(dǎo)出，通過(guò)后處理利用MatLab計(jì)算出滾動(dòng)體自轉(zhuǎn)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律，進(jìn)一步分離出滾動(dòng)體相對(duì)于內(nèi)外套圈的滾動(dòng)和自旋；對(duì)不同轉(zhuǎn)速進(jìn)行模擬，得出滾動(dòng)體的旋滾比隨轉(zhuǎn)速變化的趨勢(shì)，驗(yàn)證了套圈理論假設(shè)的合理性，為更精確的滾動(dòng)體運(yùn)動(dòng)分析奠定基礎(chǔ)。 本文探索了穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)條件下軸承的擬靜力分析方法，將軸承的有限元分析從靜態(tài)過(guò)渡到了動(dòng)態(tài)模擬，不僅為后續(xù)的陶瓷球軸承設(shè)計(jì)提供了依據(jù)，而且對(duì)工況