軸承聲振耦合算法與波紋度振動聲學(xué)特征仿真研究.pdf

1、滾動軸承是一種重要的基礎(chǔ)機械部件，在現(xiàn)代機器中廣泛應(yīng)用，軸承的運行狀態(tài)對整個機械系統(tǒng)的動力學(xué)性能起到非常重要的作用，軸承的振動不僅直接影響主機的精度，而且影響轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的運行狀態(tài)，同時發(fā)出的噪聲還將污染周圍環(huán)境，隨著傳動系統(tǒng)向高可靠性和高速靜音方向發(fā)展，對軸承系統(tǒng)的振動和噪聲提出了愈來愈高的要求。
　　 雖然現(xiàn)代加工工藝和加工精度得到了明顯改善和提高，但波紋度作為軸承分布式加工缺陷，仍然是激勵滾動軸承振動噪聲的主要因素之一。針對這

2、個問題，本文提出了一種新的軸承聲振耦合算法，可應(yīng)用于軸承一軸承座系統(tǒng)振動聲學(xué)特征的預(yù)測，具有計算效率高的優(yōu)點；基于提出的新的軸承聲振耦合算法，分析研究了軸承內(nèi)、外圈波紋度參數(shù)變化對軸承-軸承座系統(tǒng)振動聲學(xué)特性的影響，獲得了一些有價值的結(jié)論。論文的主要研究內(nèi)容如下：
　　 ①基于Hertz接觸理論和軸承運動學(xué)的關(guān)系，推導(dǎo)了滾動軸承承載區(qū)的非線性接觸力計算公式，并基于將軸承座內(nèi)表面考慮為一微質(zhì)量的剛性介質(zhì)層且存在剛性振動的假設(shè)，建立

3、了六自由度滾動軸承動力學(xué)模型，為進一步進行軸承的動力學(xué)分析奠定了基礎(chǔ)；
　　 ②提出了軸承座內(nèi)表面位移映射法，運用六自由度滾動軸承動力學(xué)模型，求解獲得軸承系統(tǒng)各部件振動位移；通過軸承座內(nèi)表面位移映射法，實現(xiàn)了軸承動力學(xué)模型的位移輸出和軸承座有限元模型的位移激勵輸入的耦合，簡化了耦合計算，提高了計算效率；
　　 ③建立軸承-軸承座系統(tǒng)的有限元分析模型，研究了正常軸承激勵下的軸承座振動響應(yīng)；建立了軸承座聲學(xué)邊界元分析模型，以

4、軸承座結(jié)構(gòu)表面振動響應(yīng)為邊界條件，研究了正常軸承激勵下的軸承座表面聲學(xué)量及輻射場點噪聲，并通過軸承振動和噪聲實驗驗證了本文提出的聲振耦合算法；
　　 ④運用本文提出的軸承聲振耦合新算法，針對內(nèi)、外圈波紋度對軸承系統(tǒng)振動聲學(xué)特性影響的問題，研究了波紋度參數(shù)-波紋度最大幅值和波數(shù)變化對軸承-軸承座系統(tǒng)的振動響應(yīng)和聲學(xué)特征的影響，為軸承的設(shè)計和制造研究提供了理論依據(jù)。
　　 本文提出的軸承聲振耦合算法可用于預(yù)測軸承-軸承座系統(tǒng)