混合陶瓷角接触球轴承的有限元分析及其仿真初探

发布时间：2020-05-09 10:39

【摘要】： 陶瓷滚动轴承适用于高速要求或特殊环境,具有很好的应用前景和市场价值。随着陶瓷滚动轴承性能的深入研究,探索出一套适合于陶瓷球轴承设计与分析的方法和准则显得非常必要。 论文在总结了国内外对混合陶瓷球轴承设计分析的研究现状及发展趋势的基础上,对陶瓷球轴承中的接触问题进行了重点的研究,提出了应用非线性有限元法解决陶瓷球轴承分析中的接触问题。经过作者大量的学习和实践,系统的提出了非线性有限元理论解决接触及其相关问题的原理、过程和方法。并对MSC.Marc这一非线性有限元软件中有关接触的解决方法进行了研究。 在上述基础上,针对混合陶瓷角接触球轴承,论文在Marc平台上通过对研究模型的分析,令模型进行了合理的简化后,建立了角接触球轴承的有限元分析模型;作者又通过大量的对有限元参数的研究和调试,确定了角接触球轴承进行有限元分析中较接近实际的边界条件和较合理的接触计算参数;在对有限元模型进行静力学分析后,得到了角接触球轴承的接触应力应变分布和其他相关的初步有限元分析结果。 论文针对有限元分析得出的结果,以轴承的分析和设计理论为指导对其合理性进行了评价,并着重与经典弹性力学中的接触理论进行了对比,分析出可能导致两种方法计算结果有些差距的原因。 在论文的最后部分,对摩擦行为在混合陶瓷球轴承中的模拟仿真进行了一些探索性的尝试,期望对以后轴承更符合实际工况的模拟仿真计算奠定一定基础。 论文主要针对混合陶瓷角接触球轴承的有限元法分析及轴承工作的模拟仿真进行了初探,为混合陶瓷球轴承及类似问题进一步应用有限元法进行优化设计,及在更接近实际工况下进行模拟仿真试验,提供了一定理论和实践上的依据。
【图文】：

图 2-1 无穿透接触约束unDAΔ ≤ A 点增量位移向量； 单位法向量； 为接触距离容限。接触算法子法（Lagrange Multipliers）日乘子施加接触体必须满足的非穿透约束技术经常用于采用特殊的界面单元（Mar分析。该方法限制了接触物体之间的相对确切部位，以便施加界面单元。这样的额并不知道准确接触区域所在的一类物理问Penalty Methods）广拉格朗日法（augmented Lagrange meth。其原理是一旦接触区域发生穿透，罚函数

对已知接触区域的接触分析计算方法中，对无穿拉格朗日乘子法、罚函数法或拉氏和罚函数结合法；但知接触发生区域的接触分析，，目前主要是在接触搜索算算法或直接约束法。在Marc中一般默认使用的是直接基本过程程包括定义接触体、探测接触、施加接触约束、模拟摩约束的变化、判断分离和穿透以及热－机耦合的接触析模型各接触体定义后，各接触体根据刚体运动的初始动找到变形体间恰好产生接触，却又不使变形体产生运增量步零的接触探测只是使物体刚好与变形体接触。在每个载荷增量步开始时，程序都会进行接触探测，检空间位置，看其是否位于某一接触段/片（接触体表面近，并且离该接触段/片的距离足够近。针对其不同的的方法来处理：
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TH133.33

【引证文献】

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1 路春雨;高速陶瓷球轴承有限元分析与优化设计[D];河南科技大学;2009年

2 廖军刚;双曲面滚柱加载器设计理论的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

3 王程;基于有限元法的高速混合陶瓷球轴承保持架振动分析[D];天津大学;2012年

4 陈国辉;柱形弹性套胀紧联接传递扭矩的理论及试验研究[D];武汉科技大学;2008年

5 高磊;混合陶瓷角接触球轴承有限元仿真分析[D];天津大学;2007年

6 李海燕;混合陶瓷角接触球轴承的有限元动态模拟及旋滚比分析[D];天津大学;2007年

本文编号：2656018