大型钛合金空心推力球轴承特性研究

发布时间：2020-07-20 18:24

【摘要】： 为了满足国防工业的需要,预研制一种大型钛合金空心推力球轴承。本文采用大型有限元软件ANSYS对该轴承的接触问题进行了分析。通过本文的研究,为将来对更加复杂情况下的推力球轴承的有限元分析打下坚实的基础,为确定适合于空心推力球轴承的分析方法和设计准则做了初步的工作。 本文采取从简单到复杂,理论研究与有限元分析相互验证的路线。首先从普通推力球轴承的接触入手,建立有限元模型,进行了有限元分析。然后将接触面尺寸、接触应力和形状等分析结果与Hertz接触理论推导公式计算的结果进行比较,证明施加的边界条件是正确的,建立的有限元模型是合理的。其次,建立起和所要分析的大型钛合金轴承相同尺寸的实心钢制轴承的参数化模型。计算该轴承的基本额定静载荷。通过有限元模型计算出,在基本额定静载荷作用下,滚动体和滚道的变形量。由基本额定静载荷的定义知道,此变形量也就是钛合金轴承的最大变形量。最后,通过修改钢制轴承的模型参数,分别得到大型钛合金实心和空心推力球轴承的有限元模型。通过比较该模型在轻、重两种载荷作用下的结果,发现空心推力球轴承的应力、应变规律。在此基础上,把有限元数值分析方法和优化理论结合,以空心滚动体的空心度为设计变量,以滚动体和滚道的最大变形量为状态变量,以滚动体的体积为优化目标,对空心滚动体的壁厚进行优化设计,得到一个合适的空心度值。 本文得到的结论如下:1.当空心度小于50%时,空心和实心推力球轴承的应力和应变性能几乎没有区别。2.当空心度大于50%后,随着空心度值的不断增大,滚动体的变形量不断增大;最大Mises应力呈现先上升后下降再上升的变化规律。
【学位授予单位】：沈阳航空工业学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH133.3
【图文】：

是一种高度非线性行为，需要耗费较大的计算模型和参数建立的合理。要想使模拟结果和实的各个参数的用法，才能使参数的设置合适，轴承的有限元模型 2.1，轴圈（上）与座圈（下）结构相同。该轴承每个滚动体的受力情况相同，为减少运算保持架、润滑的影响。设置材料的弹性模量为表 2.1 球轴承参数滚珠个数Z球径Dwmm滚道曲率半径 Ri mm弹性模量E Pa 13 7.938 4.2865 2.07x1011

求解运算的时间。短边距离之比称为形状比，一般实体单元的该值是 20，当超过该值时，会弹出警告信确的信息。可以通过“形状检查”发现这些形进行单元形状检查时，发现有形状超差的单影响，因此不必进行细化。性、二次和三次等形式，其中二次和三次形高计算精度，因为高阶单元的曲线或曲面边且高次插值函数可更高精度地逼近复杂场函形很复杂时可以选用高阶单元。但高阶单元高阶单元组成的模型规模要大得多，因此在文研究的轴承的滚动体和轨道的接触面都是阶 3D 20 节点的 solid95 实体单元，该单元结

何形状的合理性。质量好坏将影响计算精看，网格各边或各个内角相差不大、网格细长比、锥度比、内角、翘曲量、拉伸值般要求网格质量能达到某些指标要求。在网格，即使是个别质量很差的网格也会引质量可适当降低。当模型中存在质量很差进行。轴承接触分析中必须保证滚动体和在大多数情况下应该与所选择的单元单元，而球形滚动体采用自由网格划分方d95 实体单元，solid95 单元将发生退化。选用具有四面体结构的 solid92 单元，该

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本文编号：2763785