基于有限元法的静载下滚滑轴承内部载荷分布及应力研究
发布时间：2021-01-23 23:14
为了用滚滑复合轴承代替2MW风力发电机齿轮箱圆柱滚子轴承,从而提高轴承的承载能力,根据滚动轴承的基本原理和接触力学原理,应用有限元方法研究用于风力发电机齿轮箱的滚滑复合轴承的内部载荷分布,采用ABAQUS有限元软件研究三个载工况下两个典型工作位置时滚滑轴承的内部载荷分布及应力分布规律,研究结果可为滚滑轴承的基础理论研究,为滚滑轴承应用于风力发电机齿轮箱提供参考.
【文章来源】：大连交通大学学报. 2020,41(05)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
滑块结构图
滚滑轴承的内圈、外圈、圆柱滚子及滑块均定义为弹性材料,圆柱滚子及滑块的材料均选用轴承钢GCr15,弹性模量为219 000 MPa,泊松比为0.3,密度为7.83×10-9 t/mm3.内圈、外圈的材料选用G20CrNi2MoA,弾性模量205 000 MPa,泊松比为0.29,密度为7.88×10-9 t/mm3.为了在保证计算精度的同时能尽量减少计算时间,在发生接触及易出现边缘效应的区域进行网格细化,有限元网格图如图3所示.2MW风机齿轮箱中速轴上使用Nj2234圆柱滚子轴承实际工作时是外圈固定、内圈旋转,因为利用轴承结构和载荷的对称性,取轴承的四分之一建立有限元模型,所以施加的边界条件如下:外圈外表面约束所有自由度,轴承二分之一轴截面上的内圈、外圈、滚子和滑块的截面约束轴向移动自由度,轴承二分之一径向截面上的内圈、外圈、滚子和滑块的截面约束垂直于该截面方向的移动自由度;径向载荷施加在内圈内表面.分别建立圆柱滚子与内圈滚道、圆柱滚子与外圈滚道,滑块与内圈滚道、滑块与外圈滚道的接触对,采用面对面接触方式,且接触静摩擦因数均设为0.1.仿真分析时设三个分析步:第一个分析步给内圈施加一个轻载径向载荷(13 000 N),第二个分析步对内圈施加中载径向载荷26 000 N,第三个分析步对内圈施加重载径向载荷52 000 N.
本文主要研究该轴承滚子和滑块与内、外套圈接触的内部载荷分布和应力分布情况,根据滚动轴承基本原理建立有限元分析模型,对内部载荷分布和应力分布无影响或影响甚微的局部细节进行合理简化,同时为了提高计算效率,利用轴承结构和载荷的对称性,取轴承的四分之一建立有限元模型;为方便描述,将滚子和滑块按照顺时针的方向进行编号;为了充分研究滚滑轴承的承载性能,取滚滑轴承轻载、中载和重载三个不同大小的径向载荷工况,对滚滑轴承的两个典型工作位置进行分析(工位1:滚子在最下端,工位2:滑块在最下端).滚滑轴承的两个典型工作位置有限元模型如图2所示.2MW风机齿轮箱中速轴上使用Nj2234圆柱滚子轴承的基本额定动载荷Cr=1040kN,分别取基本额定动载荷Cr的5%,10%,20%作为滚滑轴承轻载1 3000 N、中载26 000 N、重载52 000 N三种工况.滚滑轴承的内圈、外圈、圆柱滚子及滑块均定义为弹性材料,圆柱滚子及滑块的材料均选用轴承钢GCr15,弹性模量为219 000 MPa,泊松比为0.3,密度为7.83×10-9 t/mm3.内圈、外圈的材料选用G20CrNi2MoA,弾性模量205 000 MPa,泊松比为0.29,密度为7.88×10-9 t/mm3.为了在保证计算精度的同时能尽量减少计算时间,在发生接触及易出现边缘效应的区域进行网格细化,有限元网格图如图3所示.
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ABAQUS的滚滑轴承动力学分析[J]. 卢黎明,曾国文,余云云. 组合机床与自动化加工技术. 2016(09)
[2]滚滑轴承温度场的有限元分析[J]. 卢黎明,曾国文. 机械传动. 2016(04)
[3]运用ABAQUS的滚滑轴承动态特性有限元分析[J]. 卢黎明,秦豫江. 现代制造工程. 2015(05)
[4]基于ABAQUS的滚滑轴承模态分析[J]. 卢黎明,秦豫江,蔡颖. 机械传动. 2014(07)
[5]基于ABAQUS的滚滑轴承温度场分析[J]. 卢黎明,秦豫江,方跃峰. 制造业自动化. 2014(10)
[6]滚滑轴承螺旋弹性圆柱滚子承载性能分析[J]. 卢黎明,秦豫江. 南昌大学学报(工科版). 2014(01)
[7]牙轮钻头空心滚滑复合轴承的设计[J]. 韩传军,张杰,蒋光强,林发权. 天然气工业. 2013(03)
[8]滚滑轴承及其试验研究[J]. 卢黎明. 轴承. 2011(09)
[9]滚滑复合轴承研究[J]. 田红平,张福润,杨楚民. 探矿工程(岩土钻掘工程). 2003(01)
硕士论文
[1]滚滑轴承的力学特性及疲劳寿命分析[D]. 曾国文.华东交通大学 2016
本文编号：2996094
【文章来源】：大连交通大学学报. 2020,41(05)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
滑块结构图
滚滑轴承的内圈、外圈、圆柱滚子及滑块均定义为弹性材料,圆柱滚子及滑块的材料均选用轴承钢GCr15,弹性模量为219 000 MPa,泊松比为0.3,密度为7.83×10-9 t/mm3.内圈、外圈的材料选用G20CrNi2MoA,弾性模量205 000 MPa,泊松比为0.29,密度为7.88×10-9 t/mm3.为了在保证计算精度的同时能尽量减少计算时间,在发生接触及易出现边缘效应的区域进行网格细化,有限元网格图如图3所示.2MW风机齿轮箱中速轴上使用Nj2234圆柱滚子轴承实际工作时是外圈固定、内圈旋转,因为利用轴承结构和载荷的对称性,取轴承的四分之一建立有限元模型,所以施加的边界条件如下:外圈外表面约束所有自由度,轴承二分之一轴截面上的内圈、外圈、滚子和滑块的截面约束轴向移动自由度,轴承二分之一径向截面上的内圈、外圈、滚子和滑块的截面约束垂直于该截面方向的移动自由度;径向载荷施加在内圈内表面.分别建立圆柱滚子与内圈滚道、圆柱滚子与外圈滚道,滑块与内圈滚道、滑块与外圈滚道的接触对,采用面对面接触方式,且接触静摩擦因数均设为0.1.仿真分析时设三个分析步:第一个分析步给内圈施加一个轻载径向载荷(13 000 N),第二个分析步对内圈施加中载径向载荷26 000 N,第三个分析步对内圈施加重载径向载荷52 000 N.
本文主要研究该轴承滚子和滑块与内、外套圈接触的内部载荷分布和应力分布情况,根据滚动轴承基本原理建立有限元分析模型,对内部载荷分布和应力分布无影响或影响甚微的局部细节进行合理简化,同时为了提高计算效率,利用轴承结构和载荷的对称性,取轴承的四分之一建立有限元模型;为方便描述,将滚子和滑块按照顺时针的方向进行编号;为了充分研究滚滑轴承的承载性能,取滚滑轴承轻载、中载和重载三个不同大小的径向载荷工况,对滚滑轴承的两个典型工作位置进行分析(工位1:滚子在最下端,工位2:滑块在最下端).滚滑轴承的两个典型工作位置有限元模型如图2所示.2MW风机齿轮箱中速轴上使用Nj2234圆柱滚子轴承的基本额定动载荷Cr=1040kN,分别取基本额定动载荷Cr的5%,10%,20%作为滚滑轴承轻载1 3000 N、中载26 000 N、重载52 000 N三种工况.滚滑轴承的内圈、外圈、圆柱滚子及滑块均定义为弹性材料,圆柱滚子及滑块的材料均选用轴承钢GCr15,弹性模量为219 000 MPa,泊松比为0.3,密度为7.83×10-9 t/mm3.内圈、外圈的材料选用G20CrNi2MoA,弾性模量205 000 MPa,泊松比为0.29,密度为7.88×10-9 t/mm3.为了在保证计算精度的同时能尽量减少计算时间,在发生接触及易出现边缘效应的区域进行网格细化,有限元网格图如图3所示.
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ABAQUS的滚滑轴承动力学分析[J]. 卢黎明,曾国文,余云云. 组合机床与自动化加工技术. 2016(09)
[2]滚滑轴承温度场的有限元分析[J]. 卢黎明,曾国文. 机械传动. 2016(04)
[3]运用ABAQUS的滚滑轴承动态特性有限元分析[J]. 卢黎明,秦豫江. 现代制造工程. 2015(05)
[4]基于ABAQUS的滚滑轴承模态分析[J]. 卢黎明,秦豫江,蔡颖. 机械传动. 2014(07)
[5]基于ABAQUS的滚滑轴承温度场分析[J]. 卢黎明,秦豫江,方跃峰. 制造业自动化. 2014(10)
[6]滚滑轴承螺旋弹性圆柱滚子承载性能分析[J]. 卢黎明,秦豫江. 南昌大学学报(工科版). 2014(01)
[7]牙轮钻头空心滚滑复合轴承的设计[J]. 韩传军,张杰,蒋光强,林发权. 天然气工业. 2013(03)
[8]滚滑轴承及其试验研究[J]. 卢黎明. 轴承. 2011(09)
[9]滚滑复合轴承研究[J]. 田红平,张福润,杨楚民. 探矿工程(岩土钻掘工程). 2003(01)
硕士论文
[1]滚滑轴承的力学特性及疲劳寿命分析[D]. 曾国文.华东交通大学 2016
本文编号：2996094
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