自润滑关节轴承仿真分析及衬垫材料摩擦性能研究

发布时间：2017-10-29 04:00

  本文关键词：自润滑关节轴承仿真分析及衬垫材料摩擦性能研究

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【摘要】：自润滑关节轴承是一种无需补充润滑剂的关节轴承，具有结构简单、体积小、耐冲击、耐腐蚀、寿命长等特点，在直升机和飞机中的应用十分广泛。随着航空航天、工程机械对高质量自润滑关节轴承的需求越来越大，对自润滑关节轴承性能的要求也越来越高。因此，开展自润滑关节轴承仿真分析和衬垫材料摩擦性能研究具有重要的理论意义和工程价值。 本文以自润滑关节轴承为研究对象，对关节轴承压装技术、承载情况及衬垫材料摩擦性能展开了研究，研究内容如下： 利用有限元软件对关节轴承压装过程进行了仿真分析，，讨论了轴承在不同材料、不同游隙和不同摩擦系数下的压装力变化情况；根据赫兹接触理论推导了向心关节轴承内外圈接触应力算式；在假设内圈刚性和忽略游隙的条件下，分析了轴承内外圈接触面压应力分布，给出了轴承在同时受到径向载荷与轴向载荷时的最大压应力作用点；推导了复合材料自润滑向心关节轴承的寿命计算公式。 建立自润滑关节轴承有限元分析模型，对自润滑关节轴承进行静力学分析，研究了衬垫在额定径向载荷作用下的应力应变分布；并对自润滑轴承进行瞬态动力学分析，研究了在内圈摆动情况下衬垫层的应力应变分布。 通过在不同载荷和转速条件下的摩擦学试验，研究了以玻纤、锡青铜、聚苯酯等作为填充剂的聚四氟乙烯复合材料的摩擦学性能，根据实验结果，探讨了不同复合材料的最佳工况，为关节轴承在不同工况下衬垫材料的选择提供实验依据。
【关键词】：自润滑关节轴承 复合材料 衬垫 摩擦学性能 有限元
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH133.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 图清单8-10
• 表清单10-11
• 注释表11-12
• 第一章 绪论12-18
• 1.1 课题的研究背景12-13
• 1.2 自润滑关节轴承13-15
• 1.3 自润滑复合材料15-17
• 1.4 本文研究的主要内容17-18
• 第二章 向心关节轴承压装仿真18-31
• 2.1 向心关节轴承18-20
• 2.1.1 向心关节轴承概述18-19
• 2.1.2 向心关节轴承的配合及游隙选择19-20
• 2.2 向心关节轴承压装过程仿真20-27
• 2.2.1 过盈装配概述20-21
• 2.2.2 关节轴承压装工艺21
• 2.2.3 ABAQUS 软件介绍21-22
• 2.2.4 有限元模型的建立22-25
• 2.2.5 计算结果分析25-27
• 2.3 不同工艺情况下的压装分析27-30
• 2.3.1 不同内圈材料的压装27-28
• 2.3.2 不同游隙的压装28-29
• 2.3.3 不同摩擦系数下的压装29-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第三章 向心关节轴承承载能力和寿命分析31-48
• 3.1 向心关节轴承接触应力31-34
• 3.1.1 赫兹接触理论31
• 3.1.2 接触应力计算31-34
• 3.2 向心关节轴承承载分析34-43
• 3.3.1 轴向承载情况35-36
• 3.2.2 径向承载情况36-39
• 3.2.3 轴向、径向同时承载情况39-43
• 3.3 自润滑关节轴承寿命计算43-47
• 3.3.1 关节轴承额定载荷计算43-44
• 3.3.2 关节轴承寿命计算44-46
• 3.3.3 自润滑关节轴承寿命推导46-47
• 3.4 本章小结47-48
• 第四章 自润滑关节轴承仿真分析48-61
• 4.1 有限元理论概述48-50
• 4.1.1 有限元法求解过程48-49
• 4.1.2 ANSYS workbench 软件介绍49-50
• 4.2 自润滑关节轴承额定静载分析50-55
• 4.2.1 结构和材料参数50-51
• 4.2.2 有限元模型的建立51-52
• 4.2.3 仿真结果分析52-55
• 4.3 自润滑关节轴承摆动分析55-60
• 4.3.1 有限元模型的建立55-57
• 4.3.2 仿真结果分析57-60
• 4.4 本章小结60-61
• 第五章 衬垫材料摩擦性能试验研究61-80
• 5.1 实验设备及研究方案61-67
• 5.1.1 实验设备61-62
• 5.1.2 实验材料及方案62-66
• 5.1.3 填充材料选择66-67
• 5.2 载荷对摩擦系数影响67-71
• 5.3 转速对摩擦系数影响71-75
• 5.4 复合材料耐磨性比较75-76
• 5.5 复合材料摩擦学性能分析76-79
• 5.6 本章小结79-80
• 第六章 总结与展望80-82
• 6.1 工作内容概括80-81
• 6.2 展望81-82
• 参考文献82-85
• 致谢85-86
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文86

【参考文献】

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本文编号：1111275