混合陶瓷角接触球轴承的热机耦合分析

发布时间：2020-05-26 06:41

【摘要】： 本文介绍了陶瓷球轴承在国内外的研究状况及ABAQUS的一些基本特点,并在课题组前期研究的基础上,进一步分析了混合陶瓷角接触球轴承的运动学关系以及进行了高速条件下的热机耦合分析。 本文以混合陶瓷角接触球轴承为分析对象,借助于ABAQUS有限元分析软件,从静态入手,分析了轴向负荷下轴承的接触角、最大接触应力以及轴向位移等与模型网格划分之间的关系,随着模型网格的细化,轴承接触角、内圈轴向位移以及滚珠表面的最大接触应力逐渐趋近于理论值,从而验证了分析过程中对模型的加载和约束是合理的,为进一步分析滚珠的运动学关系奠定了基础。 在静态分析的基础上,分析了在高速条件下轴承的运动学关系。通过滚珠表面上某一点的运动轨迹分析得出了滚珠的运动规律,包括公转、自转以及自旋之间的关系。通过理论曲线与有限元分析曲线的对比,验证模型在高速条件下的加载方式和边界约束条件的正确性。 以轴承的静态分析和运动学分析为基础,利用ABAQUS对轴承进行了热机耦合仿真分析。通过在有限时间段里对混合陶瓷角接触球轴承的热机耦合仿真,获取各部件的温度场分布,作为下一步分析的已知条件,加到模型的初始条件中,使得模型在短时间内达到热平衡状态;然后采用完全耦合热应力分析方法进行模拟,并将分析结果与同条件常温下的有限元分析结果进行对比,阐明了高速条件下摩擦热对轴承内部应力应变的影响。
【图文】：

扫掠网格的区域显示为黄色。3. Free（自由网格） 自由网格是最为灵活的网格划分技术，，几乎可以用于任意的几何形状。采用自由网格的区域显示为粉红色。自由网格采用 Tri 单元（二维区域）和 Tet 单元（三维区域），一般应选择带内部节点的二次单元来保证精度。结构化网格和扫掠网格一般采用 Quad 单元（二维区域）和 Hex 单元（三维单元），分析精度相对较高，因此在划分网格时应尽可能优先选用这两种划分技术。如果在网格划分过程中，模型的某个区域显示为橙色，表明无法使用目前赋予它的网格划分技术来生成网格。模型的几何形状复杂时，往往不能直接采用结构化网格或扫掠网格。这时可以首先把实体分割（partition）为几个简单的区域，然后再划分结构化网格或扫掠网格。通过分割还可以更好地控制单元的位置和密度，对所关心的区域进行网格细化，如图 2-4 所示为轴承内套圈简化后的实体模型。与滚珠的接触区域分割

图 2-5 网格种子布置较密时两种算法的对比Medial Axis 算法Advancing Front 算法Medial Axis 算法 Advancing Front 算法图 2-6 网格种子布置稀疏时两种算法的对比
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH133.3

【引证文献】

相关博士学位论文 前1条

1 喻炜;高速混合陶瓷球轴承分析与优化设计[D];天津大学;2011年

相关硕士学位论文 前6条

1 张霞;高速深沟混合陶瓷轴承接触特性及结构优化设计研究[D];山东大学;2011年

2 李广棵;管材推弯性能分析及其在弯管机开发中的应用[D];江苏科技大学;2011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 封秋月;混合陶瓷滚珠丝杠副的研究与设计[D];燕山大学;2012年

5 李一耕;镀膜圆柱滚子轴承的热机耦合分析[D];燕山大学;2012年

6 许鹏;细长轴加工变形的研究[D];西华大学;2012年

本文编号：2681435