镀膜圆柱滚子轴承力学性能分析

发布时间：2017-09-22 18:17

  本文关键词：镀膜圆柱滚子轴承力学性能分析

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【摘要】：圆柱滚子轴承作为一种重要的基础部件，广泛地应用于各种旋转机械中，其运行状态直接影响整个机械系统的性能。采用涂镀纳米硬膜对轴承的表面进行改性，，可以提高轴承的承载能力、回转精度，降低磨损，延长使用寿命。因此对镀膜圆柱滚子轴承进行多体接触静力学、动力接触特性和振动特性的研究，能为今后镀膜轴承的设计提供一定的理论指导。本文的主要研究内容如下： 首先，对镀膜圆柱滚子轴承的多体接触静力学问题进行了研究。依据Hertz弹性接触理论进行解析计算，并用有限元软件进行建模与仿真，研究了不同镀膜材料及厚度对接触应力和接触变形的影响。 对轴承运转时的动力接触特性进行了有限元分析。运用显式动力学模块对未镀膜和镀膜的圆柱滚子轴承进行动态等效应力和位移的分析；针对不同镀膜材料和镀膜厚度的轴承在承受径向载荷和转速的工况下表现出的动力接触特性进行分析。 根据接触力学和振动学理论研究轴承的径向振动。建立了圆柱滚子轴承的接触振动模型，分析径向振动的本质特征，进而对镀膜圆柱滚子轴承进行振动特性的仿真分析。 最后，根据以上分析结果，综合考虑镀膜后轴承的性质，确定最佳镀膜材料和镀膜厚度。
【关键词】：圆柱滚子轴承 镀膜 多体接触静力学 动力接触 振动
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH133.33
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题研究的目的和意义10-12
• 1.1.1 镀膜圆柱滚子轴承的特点10-11
• 1.1.2 滚动轴承接触力学研究的意义11
• 1.1.3 滚动轴承振动特性研究的意义11-12
• 1.2 滚动轴承的国内外研究现状12-15
• 1.2.1 镀膜滚动轴承12-13
• 1.2.2 滚动轴承多体接触静力学的研究13-14
• 1.2.3 滚动轴承动力接触特性的研究14
• 1.2.4 滚动轴承振动特性的研究14-15
• 1.3 本文的主要研究内容15-18
• 第2章 镀膜圆柱滚子轴承多体接触静力学分析18-38
• 2.1 圆柱滚子轴承接触有限元分析18-25
• 2.1.1 有限元方程及其解法18-19
• 2.1.2 有限元模型的建立19-21
• 2.1.3 有限元模型接触对的建立21-22
• 2.1.4 ANSYS 加载、求解及后处理22-25
• 2.2 圆柱滚子轴承弹性理论25-27
• 2.2.1 Hertz 理论25-26
• 2.2.2 接触变形26-27
• 2.2.3 接触刚度27
• 2.3 算例27-30
• 2.3.1 接触应力与接触变形27-28
• 2.3.2 等效应力与变形28-30
• 2.4 镀膜圆柱滚子轴承多体接触静力学分析30-37
• 2.4.1 接触应力与接触变形31-35
• 2.4.2 等效应力和变形35-37
• 2.5 本章小结37-38
• 第3章 镀膜圆柱滚子轴承动力接触特性分析38-53
• 3.1 ANSYS/LS-DYNA 动力接触理论计算38-41
• 3.1.1 ANSYS/LS-DYNA 的特点38
• 3.1.2 显式动力学基本理论38-39
• 3.1.3 接触类型和接触算法39-40
• 3.1.4 求解控制技术40-41
• 3.2 圆柱滚子轴承有限元模型41-43
• 3.2.1 单元类型、材料选择和网格划分41-43
• 3.2.2 边界条件43
• 3.3 圆柱滚子轴承动力接触特性分析43-47
• 3.3.1 节点振动响应44-46
• 3.3.2 等效应力与变形46-47
• 3.4 镀膜圆柱滚子轴承动力接触特性分析47-52
• 3.5 本章小结52-53
• 第4章 镀膜圆柱滚子轴承振动特性分析53-63
• 4.1 圆柱滚子轴承接触振动研究53-55
• 4.2 动力学有限元分析原理55-56
• 4.3 圆柱滚子轴承有限元模态分析56-58
• 4.3.1 模态分析的定义56-57
• 4.3.2 模态分析的方法57
• 4.3.3 模型的建立57
• 4.3.4 边界条件的施加57-58
• 4.4 算例58
• 4.5 镀膜圆柱滚子轴承振动特性分析58-62
• 4.6 本章小结62-63
• 结论63-64
• 参考文献64-68
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果68-69
• 致谢69-70
• 作者简介70

【参考文献】

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本文编号：902330