滚滑轴承的力学特性及疲劳寿命分析

发布时间：2017-10-13 06:39

  本文关键词：滚滑轴承的力学特性及疲劳寿命分析

  更多相关文章： 圆柱滚子轴承 滚滑轴承 静力学 动力学 疲劳寿命

【摘要】：滚滑轴承是一种由内圈、外圈、圆柱滚子和滑块组成的新型轴承,兼有滚动轴承和滑动轴承的优点,启动摩擦系数小、承受载荷能力大、抗冲击载荷能力强。由于滚滑轴承的滑块作用,增大了轴承承载能力,且滑块与内圈、外圈之间的润滑油膜能起到减小振动的作用,因此该轴承能有效地提高受载能力、降低磨损及延长使用寿命。为了了解其力学性能及疲劳寿命,观察该新型滚滑轴承的性能优劣,本文选择了实际中广为应用的圆柱滚子轴承作为分析比较对象,通过ABAQUS有限元软件和nCode Design-life疲劳分析软件对圆柱滚子轴承和滚滑轴承进行多体接触静力学、动力学以及疲劳寿命的仿真,并对仿真结果进行分析比较,旨在探讨滚滑轴承相对于圆柱滚子轴承的优劣,为今后滚滑轴承的研发提供一些理论指导。本文主要研究内容如下:(1)基于ABAQUS有限元软件的隐式算法对圆柱滚子轴承和滚滑轴承进行多体接触静力学的仿真,根据Hertz弹性接触理论求得圆柱滚子轴承的最大应力理论解,并与仿真结果进行比较,验证建立有限元模型的正确性,在此基础上对圆柱滚子轴承和滚滑轴承的仿真结果进行分析比较。(2)基于ABAQUS有限元软件的显式算法对圆柱滚子轴承和滚滑轴承进行多体接触动力学的仿真,针对两种轴承在承受径向载荷和转速的工况下应力、位移及速度的时间历程曲线进行分析比较。(3)以静力学仿真结果的有限元模型为疲劳分析模型,把动力学仿真结果的时间-应力变化规律作为疲劳分析的载荷循环变量,运用nCode Design-life疲劳分析软件对圆柱滚子轴承和滚滑轴承进行疲劳寿命仿真,并对仿真结果进行分析比较。(4)在实验台上对圆柱滚子轴承和滚滑轴承进行实验,将实验结果与疲劳分析的仿真结果进行分析比较,验证疲劳分析理论及方法的正确性。分析比较表明,滚滑轴承在静力的作用下能有效地避免各零件“边缘应力”的产生,能够承受更大的载荷。在高速重载工况下各零件的应力、位移及速度的时间历程曲线稳定变化,相互之间的协调性良好,较圆柱滚子轴承表现得更平稳,并且滑块与圆柱滚子之间的相互错动可以更容易吸收轴承的冲击能量。因此滚滑轴承具有更好的平顺性及综合性能,同时,在满足疲劳强度的前提下,滚滑轴承更不容易发生疲劳破坏,具有更高的可靠度和使用性能。
【关键词】：圆柱滚子轴承 滚滑轴承 静力学 动力学 疲劳寿命
【学位授予单位】：华东交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH133.3
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 主要符号说明9-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 课题研究的来源10
• 1.2 课题研究的目的和意义10-11
• 1.3 轴承的国内外研究现状11-13
• 1.3.1 滚动轴承的研究现状11-12
• 1.3.2 滑动轴承的研究现状12
• 1.3.3 滚滑轴承的研究现状12-13
• 1.4 课题研究的主要内容13-14
• 第二章 滚滑轴承多体接触静力学分析14-32
• 2.1 轴承的弹性接触理论14-16
• 2.1.1 Hertz理论14-15
• 2.1.2 接触变形15
• 2.1.3 接触刚度15-16
• 2.2 轴承的有限元分析16-23
• 2.2.1 ABAQUS软件简介16-18
• 2.2.2 几何模型的建立18-20
• 2.2.3 定义材料属性20
• 2.2.4 划分网格20
• 2.2.5 接触对的建立20-21
• 2.2.6 边界条件21
• 2.2.7 载荷施加方法、求解和后处理21-23
• 2.3 算例和结果分析23-31
• 2.3.1 整体静应力与变形云图23-25
• 2.3.2 内圈静力学分析25-26
• 2.3.3 圆柱滚子静力学分析26-28
• 2.3.4 外圈静力学分析28-29
• 2.3.5 滑块静力学分析29-31
• 2.4 结论31
• 2.5 本章小结31-32
• 第三章 滚滑轴承多体接触动力学分析32-51
• 3.1 ABAQUS/Explicit显式动力学分析理论32-33
• 3.2 求解控制技术33-35
• 3.2.1 沙漏模型33-34
• 3.2.2 质量缩放和混合时间积分34
• 3.2.3 负体积的控制34-35
• 3.3 有限元模型的建立35-36
• 3.3.1 单元类型、材料选择和网格划分35-36
• 3.3.2 接触对的建立36
• 3.3.3 边界条件36
• 3.4 算例和结果分析36-49
• 3.4.1 整体应力与变形云图37-39
• 3.4.2 内圈动力学分析39-42
• 3.4.3 圆柱滚子动力学分析42-45
• 3.4.4 外圈动力学分析45-47
• 3.4.5 滑块动力学分析47-49
• 3.5 结论49-50
• 3.6 本章小结50-51
• 第四章 滚滑轴承疲劳寿命分析51-63
• 4.1 轴承疲劳寿命的研究概况51-52
• 4.2 可靠性模型的建立52-55
• 4.2.1 nCode Design-Life疲劳分析软件简介52
• 4.2.2 疲劳分析的基本流程52-53
• 4.2.3 力学模型和载荷谱的建立53-54
• 4.2.4 定义材料参数54-55
• 4.2.5 疲劳分析方法的选择55
• 4.3 算例和结果分析55-62
• 4.3.1 内圈疲劳分析55-57
• 4.3.2 圆柱滚子疲劳分析57-59
• 4.3.3 外圈疲劳分析59-60
• 4.3.4 滑块疲劳分析60-62
• 4.4 结论62
• 4.5 本章小结62-63
• 第五章 疲劳破坏实验63-68
• 5.1 实验方法和设备63-64
• 5.2 实验材料和对象64-65
• 5.3 实验结果和分析65-67
• 5.4 本章小结67-68
• 第六章 总结与展望68-70
• 6.1 全文总结68-69
• 6.2 展望69-70
• 参考文献70-73
• 个人简历 在读期间发表的学术论文73-74
• 致谢74

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 潘钢锋;姜维;程俊景;谢鹏飞;;微型轴连轴承组件的设计分析[J];轴承;2012年06期

2 杨玉贤;切线泵轴承失效原因分析及措施[J];化工设备与管道;2001年02期

3 郭士正;关于<轴承>的学习指导[J];电大理工;1994年Z4期

4 ;新技术新产品信息[J];热能动力工程;1988年02期

5 ;轴承首强SKF迎来百年华诞——为电机行业送来节能30%的能效轴承[J];电机技术;2007年03期

6 杜海英;胡云波;张跃春;李荣满;;某飞轮装置轴承温升的影响因素[J];轴承;2014年08期

7 汤礼坤;;介绍一种新型动静压径向与静压止推混合轴承[J];设备维修;1986年06期

8 魏征宇;;SKF凸轮随动轴承的国产转化[J];机械制造;2011年08期

9 田建平;张九洲;张杰;;基于VBA的轴承选型与校核系统开发[J];四川理工学院学报(自然科学版);2009年05期

10 李靳东;郭绍鹏;程旭彦;;轴承模拟试验设备测控的计算机实现[J];哈尔滨轴承;2010年01期

中国博士学位论文全文数据库 前5条

1 杨喜关;航空发动机反向旋转双转子系统及中介轴承动力特性研究[D];南京航空航天大学;2014年

2 李正美;汽车水泵轴承动力学性能、热学性能与疲劳寿命计算方法研究[D];华东理工大学;2013年

3 姚德臣;面向城轨列车走行安全的轴承在途故障诊断研究[D];北京交通大学;2015年

4 王保民;电主轴热态特性对轴承—转子系统动力学特性的影响研究[D];兰州理工大学;2009年

5 吴昊;滚动轴承动特性及轴承—转子系统动力学模型研究[D];华东理工大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 姜龙;考虑轴承影响的摆线针轮传动动力学研究[D];天津职业技术师范大学;2016年

2 曾国文;滚滑轴承的力学特性及疲劳寿命分析[D];华东交通大学;2016年

3 宋志臣;轴承变载变速模拟试验系统研发[D];大连海事大学;2008年

4 冯军;高铁轴承试验机陪试轴承散热分析[D];河南科技大学;2013年

5 徐刚;滚针轴承设计与信息管理软件研究与开发[D];西安理工大学;2009年

6 宋飞;基于内圈廓形和径向载荷的轴承旋转精度预测[D];河南科技大学;2011年

7 梁大伟;基于ABAQUS的滚滑复合轴承滚子与滑块协调性分析[D];华东交通大学;2015年

8 王进堂;基于印刷机滚筒轴承接触问题的有限元分析[D];西安理工大学;2009年

，

本文编号：1023392