机械零部件设计中的非线性接触分析研究

发布时间：2020-11-18 17:44

　　 随着风力发电机组的大型化,对其机械零部件的设计要求越来越高。为了降低成本和保证零部件的可靠性,要求在设计的过程中采用新的方法,应用新的设计技术。本文以非线性接触理论、强度分析、非线性有限元法和结构动力学为基础,探讨了基于非线性接触理论的机械零部件设计方法,并且分别研究了基于非线性接触理论的偏航轴承静态承载能力,偏航驱动轮齿面接触应力分布、有预紧力作用的螺栓联接对法兰面接触应力的影响和偏航轴承的接触刚度对风力发电机组模态影响。提出了风力发电机组偏航轴承的设计选型的关键要素,并对这些要素进行了分析研究。为大型风力发电机组的偏航轴承的设计选型提供了科学可靠的依据。同时,首次研究了偏航轴承的接触刚度对风力发电机组的固有频率影响。
【学位单位】：新疆农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2005
【中图分类】：TH122
【部分图文】：

图 2-1 四点接触回转支撑结构示意图2.2 偏航轴承滚动体极限静载荷计算偏航轴承的静承载能力取决于单个滚动体和滚道之间的接触压力，依据赫兹接触理论，轴承的滚动体与滚道之间是异形曲面中的点-点的接触问题[45]。轴承的当量载荷计算公式：2 2r x yF = F + F（2—1）a zF = F（2—2）2 2x yM = M + M（2—3）rF ——径向载荷合力；aF ——轴向载荷合力；M ——合成倾翻力矩；

接触分析在偏航轴承分析中应用研究情况，并且由于滚动体是关于轴线对称的，所以本文选取球体横截模型进行求解[47][48]。的确定法上，采用罚函数有限元法。将接触区域的非嵌入条件作为惩罚项泛函之中，使原来的条件约束变分问题转化为罚优化问题，然后用的选取和网格的划分元模型在单元的选取上采用具有大位移变形能力的单元类型。在对分密集网格，其他区域网格划分的稀疏，这是由于依据文献[49]，网接影响到有限元分析的准确性，采用局部加密的方法，既能保证分低计算量。有限元模型如图 2-3 所示。

2.3.4 施加的边界条件和结果显示对于模型的底部边界结点采用全自由度约束，左部边界结点约束 x 方向的自由度，如图2-3所示。模型中滚动体的上部边界结点耦合成部件A，在A处施加位移为a=0.1，采用这个初始位移，静态接触的计算结果与动态接触计算出来的稳态结果符合性较好[44]。然后用实际载荷值替代位移 a。分析结果如图 2-4 所示。
【引证文献】

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本文编号：2889001