關(guān)節(jié)軸承試驗(yàn)機(jī)機(jī)身的有限元分析與優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、關(guān)節(jié)軸承具有自調(diào)心、承載力高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，普遍運(yùn)用于工程機(jī)械、航天航空等領(lǐng)域。關(guān)節(jié)軸承試驗(yàn)機(jī)可進(jìn)行壽命、可靠性、摩擦磨損機(jī)理的研究。關(guān)節(jié)軸承試驗(yàn)機(jī)的機(jī)身作為承受全部加載力的部分，機(jī)身的性能對(duì)于試驗(yàn)機(jī)的工作有很大的影響。本文運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)與仿真分析方法對(duì)機(jī)身進(jìn)行有限元分析，對(duì)其動(dòng)態(tài)性能和失荷振動(dòng)進(jìn)行模擬研究，最后進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)于保證軸承壽命試驗(yàn)機(jī)完成各項(xiàng)功能具有重要意義。
　　首先，對(duì)試驗(yàn)機(jī)機(jī)身進(jìn)行了受力分析，角剛度計(jì)算以及強(qiáng)

2、度的校核。從機(jī)身振動(dòng)和變形的角度出發(fā)說(shuō)明了試驗(yàn)機(jī)機(jī)身分析的必要性。
　　其次，對(duì)試驗(yàn)機(jī)機(jī)身進(jìn)行有限元分析，得到機(jī)身在滿載下各部位變形和應(yīng)力分布狀況，同時(shí)計(jì)算出原機(jī)身的角變形。結(jié)果表明試驗(yàn)機(jī)機(jī)身處于安全狀態(tài)，但結(jié)構(gòu)冗余比較大，分析結(jié)果為結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供參考依據(jù)。
　　再次，以研究關(guān)節(jié)軸承壽命試驗(yàn)機(jī)的動(dòng)態(tài)性能為目標(biāo)，一方面對(duì)試驗(yàn)機(jī)機(jī)身進(jìn)行了模態(tài)分析，獲得了固有振動(dòng)頻率和相應(yīng)的振型，分析了每種振型對(duì)試驗(yàn)機(jī)工作的影響；另一方面對(duì)試驗(yàn)機(jī)由

3、于實(shí)驗(yàn)夾具突然斷裂而引起的失荷造成試驗(yàn)機(jī)的振動(dòng)進(jìn)行了分析，得到了能夠減輕機(jī)器振動(dòng)的兩個(gè)主要因素；最后基于試驗(yàn)機(jī)動(dòng)態(tài)分析結(jié)果給出減振隔振的措施和內(nèi)置油箱設(shè)計(jì)。
　　最后，以試驗(yàn)機(jī)機(jī)身質(zhì)量為目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)試驗(yàn)機(jī)的機(jī)身進(jìn)行參數(shù)化建模并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。用以機(jī)身質(zhì)量為目標(biāo)的尺寸優(yōu)化以及形狀優(yōu)化兩種優(yōu)化方法尋求機(jī)身的理想結(jié)構(gòu)，并對(duì)兩種優(yōu)化方法得到的結(jié)果進(jìn)行分析。與原方案對(duì)比，機(jī)身的質(zhì)量都有明顯的減少，但其變形量和應(yīng)力狀態(tài)與原機(jī)身沒有很大差別并