柔性支撐軸承的最小工作載荷仿真分析.pdf

1、目前航空發(fā)動(dòng)機(jī)正在向著高可靠性、高耐久性、低油耗率等方向發(fā)展,航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸軸承作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸的關(guān)鍵支撐部件,對其設(shè)計(jì)要求越來越高。由于對重量要求極為苛刻,航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸軸承通常采用薄壁支承結(jié)構(gòu)或者彈性鼠籠支承結(jié)構(gòu),稱之為柔性支撐結(jié)構(gòu)。柔性支撐結(jié)構(gòu)對軸承內(nèi)部載荷分布影響十分明顯,軸承內(nèi)部載荷分布又決定了軸承的打滑率。而高速輕載滾動(dòng)軸承的主要失效形式為打滑失效,如何避免高速滾動(dòng)軸承的打滑失效成為航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)過程中需要解決的一個(gè)重要技

2、術(shù)瓶頸問題。
　　為了避免滾動(dòng)軸承發(fā)生打滑失效,對軸承施加軸向載荷是一個(gè)比較有效的辦法。本文根據(jù)滾動(dòng)軸承的擬動(dòng)力學(xué)模型與滾動(dòng)軸承的打滑機(jī)理,給出了柔性支撐軸承在給定工況條件下的打滑率的計(jì)算方法。根據(jù)軸承打滑率,可計(jì)算出柔性支撐軸承在滿足給定打滑率條件下的最小預(yù)加載荷。
　　基于柔性支撐軸承最小載荷的計(jì)算方法,本文編制了軸承打滑率與最小工作載荷的計(jì)算程序,程序以Visual Basic作為界面。首先通過對三維軟件Solidwo

3、rks進(jìn)行二次開發(fā)來實(shí)現(xiàn)對滾動(dòng)軸承、柔性支撐軸承座以及軸承的軸系的參數(shù)化建模。采用Solidworks的二次開發(fā)可大大減少設(shè)計(jì)時(shí)間,滿足本文后續(xù)分析計(jì)算的需要。然后,借助有限元軟件ANSYS對柔性支撐軸承進(jìn)行接觸應(yīng)力仿真分析,得出在給定的工況條件下的柔性支撐軸承的內(nèi)部載荷分布,并通過APDL命令流語言實(shí)現(xiàn)整個(gè)有限元仿真過程的參數(shù)化,實(shí)現(xiàn)ANSYS的二次開發(fā)。最后,通過MATLAB軟件,結(jié)合柔性支撐軸承打滑率的計(jì)算方法,計(jì)算出滾動(dòng)軸承的打