重载滚动轴承的仿真与优化设计

发布时间：2021-08-20 01:09

　　大型重载滚动轴承作为重型机械的关键承载元件,工作在高应力,低转速,并且润滑条件苛刻的情况之下。对于大型重载滚动轴承的设计,缺少能够适应特殊工况要求的优化设计方法。本文以重载轴承为研究对象,建立了有限元仿真模型,并提出了基于多目标优化的大型重载滚动轴承的优化设计方法。有限元方法是当今工程领域常用的数值求解方法,能够较为准确快速的进行复杂结构的计算。本文采用有限元法对滚动轴承进行显式动力学分析,在ANSYS LS-DYNA中建立滚子轴承的三维实体有限元模型。选用弹性材料模型与塑性材料模型分别建模,计算了轻载以及重载之下滚动轴承的运动状态,轴承内部应力分布,以及轴颈的径向位移。讨论了不同材料模型对计算结果的影响,验证了采用塑性材料模型在重载轴承建模中的优越性,探讨了重载下引起轴承运动失效的原因和有待于通过优化设计解决的问题。本文针对两种常用的能够承受重载的滚动轴承进行了优化设计。采用的算法是约束多目标遗传算法（NSGA-II）。遗传算法具有计算速度较快,能够避免搜索领域受困于局部极值点等优点,并能够求得可行域中的非劣解集,实现多目标优化。首先对圆弧滚子轴承进行优化设计,以轴承内部几何尺寸作为... 

【文章来源】：清华大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1双线性塑性材料模型

滚子轴承有限元模型

本文的特点是将轴承的外圈建为两层，如图表 2.2 模型部件材料表部件 材料 加载类型滚动体 弹/塑性 无保持架 刚性 无外圈内层 弹/塑性 无外圈外层 刚性 转速内圈 弹/塑性 无轴颈 刚体 力

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]圆锥滚子轴承优化设计CAD系统的研究与开发[D]. 金哲.浙江大学 2005
[2]大锥角轧机止推圆锥滚子轴承优化设计与计算分析[D]. 赵广炎.合肥工业大学 2004



本文编号：3352503