基于ADAMS的高性能轴承动态性能分析

发布时间：2017-06-27 12:15

  本文关键词：基于ADAMS的高性能轴承动态性能分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：轴承是机械系统的重要支撑和传动部件。随着工业飞速发展，对轴承的性能要求越来越高，尤其高端装备制造业的发展严重受到轴承性能的制约。因此开展高性能轴承研究具有重要意义。轴承的动态性能分析一直是轴承理论研究的一个难题，随着CAE仿真技术发展，基于CAE的轴承性能分析，已成为了世界轴承行业新的研究方向。本课题以我国现役高速铁路轴承为研究对象，制定了贴近实际的轴承工况，利用三维建模软件Pro/E、机械系统动力学软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS，对轴承动态性能进行仿真分析研究，并结合理论计算，对仿真结果进行了分析说明。主要研究内容如下： 1、借助于Pro/E强大的三维建模功能，建立了轴承虚拟样机模型，实现了零件尺寸的精确控制和轴承的精确装配，通过干涉检查，保证零件装配的正确性，通过配合间隙分析，可以准确把握和控制零件之间的配合间隙。 2、以弹性接和多体碰撞理论为基础，分析IMPACT接触力求解函数，建立出轴承刚体碰撞接触模型，应用ADAMS软件进行了动态性能分析。通过静平衡仿真分析研究，制定了基于STEP函数的变参数仿真方法，有效的避免了初始载荷的冲击，同时验证了接触模型的正确性。在此基础上采用分段仿真方法进行了高速重载工况下的动态性能分析，研究了不同游隙以及联合载荷作用的情况下，滚子与内、外圈、保持架之间的相互作用，以及保持架运动的平稳性。同时结合理论计算，对仿真结果进行分析说明。 3、借助于ANSYS与ADAMS之间的数据接口，建立基于外圈柔性体的轴承刚柔耦合模型，并通过静平衡分析，验证了接触的有效性和正确性。同时借助ANSYSWorkbench进行了静态结构分析，，通过对比外圈中的节点应力，验证了柔性体的正确性。在此基础上进行了高速重载工况分析，研究柔性体零件对轴承整机性能的影响，结果表明采用柔性体能够进一步提高分析精度。 4、基于轴承的优化分析，指出了基于多软件的联合仿真方法具有通用性的优点，也存在操作冗繁的问题。针对此问题，针对此问题，提出了两方面的考虑，并同时结合ADAMS自身优化分析功能，对轴承总体优化进行了相关探讨。
【关键词】：高性能轴承 滚动轴承 动态性能 仿真分析 刚柔耦合
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH133.33
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 目录11-13
• 插图清单13-15
• 表格清单15-16
• 第一章 绪论16-22
• 1.1 研究背景和意义16
• 1.2 国内外研究现状16-19
• 1.2.1 轴承力学理论发展16-18
• 1.2.2 轴承仿真研究现状18-19
• 1.3 课题来源和论文主要内容19-22
• 1.3.1 课题来源19
• 1.3.2 论文主要内容19-22
• 第二章 ADAMS 多体动力学分析基本理论22-31
• 2.1 ADAMS 动力学建模方法22-25
• 2.1.1 ADAMS 多刚体方程基础22-23
• 2.1.2 ADAMS 多刚体运动方程23-25
• 2.2 ADAMS 方程求解25
• 2.3 ADAMS 采用的碰撞模型25-29
• 2.3.1 冲量动量法26-27
• 2.3.2 接触碰撞模型27
• 2.3.3 接触碰撞模型参数的设定27-29
• 2.4 ADAMS 中摩擦力的计算29-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 轴承全刚体动态性能仿真分析31-57
• 3.1 高速铁路轴承的基本结构31-32
• 3.2 轴承相关参数计算32-35
• 3.2.1 保持架理论转速计算33
• 3.2.2 轴承接触载荷计算33-35
• 3.3 基于 Pro/E 的轴承三维几何建模35-39
• 3.3.1 Pro／E 软件简介35-36
• 3.3.2 基于 Pro／E 的轴承模型建立36-39
• 3.4 基于 ADAMS 的轴承刚体动力学仿真39-56
• 3.4.1 刚体动力学模型建立39-44
• 3.4.2 验证性静平衡分析44-47
• 3.4.3 高速重载工况的动态仿真分析47-56
• 3.5 本章小结56-57
• 第四章 轴承刚柔耦合分析及优化分析探讨57-68
• 4.1 ADAMS 柔性体57-58
• 4.2 基于 ANSYS 的外圈柔性体建立58-61
• 4.3 刚柔耦合几何模型的建立61-62
• 4.4 刚柔耦合模型的仿真分析62-66
• 4.4.1 验证性静平衡分析63-64
• 4.4.2 高速重载工况的动态仿真分析64-66
• 4.5 轴承总体优化分析探讨66-67
• 4.5.1 多软件联合仿真分析66
• 4.5.2 轴承的参数化建模66
• 4.5.3 轴承优化设计66-67
• 4.6 本章小结67-68
• 第五章 总结与展望68-71
• 5.1 总结68-69
• 5.2 展望69-71
• 参考文献71-74
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况74-75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：489784