基于熱機耦合模型的球軸承接觸特性數值仿真.pdf

1、滾動軸承具有摩擦力矩低、功率損耗小、維護方便、壽命長等特點，是應用極為廣泛的重要機械基礎件。隨著工業(yè)技術的高速發(fā)展，對滾動軸承性能提出了愈來愈高的要求。而滾動軸承熱流耦合、熱機耦合以及動力分析方面的研究還處于起步階段，是目前研究的熱點。
　　論文課題來源于國家自然科學基金項目。將流體力學、傳熱學、接觸力學、結構動力學等理論相結合，針對高速滾動軸承系統(tǒng)，對軸承的多體靜力接觸、接觸傳熱、動力接觸等特性進行研究。本文的主要研究工作如下：

2、
　?、偬接懥藵L動球軸承接觸分析模型不同網格劃分形式對計算結果的影響；通過滾動球軸承多體靜力接觸有限元分析，得到了徑向載荷作用下的位移場、應力場和應變場。
　?、卺槍蝹€滾動體與滾道的接觸模型，應用APDL編寫了滾道曲率優(yōu)化設計的命令流文件。在滿足強度的前提下，采用一階優(yōu)化方法對滾動球軸承滾道曲率進行了優(yōu)化設計，使其受載時的彈性變形有所減小。
　?、劢⒘藵L動球軸承內腔潤滑油熱流耦合有限元模型，分析得到了流體的溫度場及

3、速度場的分布云圖。將得到的熱邊界條件，結合結構力學邊界條件，建立了熱機耦合模型，對滾動軸承進行了接觸特性數值仿真，得到了滾動體與套圈間的接觸應力、變形以及軸承溫度場。與未考慮溫度時分析結果比較，軸承自身摩擦發(fā)熱對滾動球軸承的變形及接觸應力有較大影響。
　?、芫C合考慮軸承徑向載荷及轉速的影響，應用ANSYS/LS-DYNA軟件建立了滾動球軸承多體動力接觸有限元模型；用顯式動力學有限元法對內圈施加不同轉速時的滾動球軸承進行動力接觸分析