高速滚动轴承力学性能的数值模拟和试验研究

发布时间：2017-04-12 22:11

  本文关键词：高速滚动轴承力学性能的数值模拟和试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：滚动轴承具有摩擦系数小、精度高等优点，广泛应用于各种机械中。本文在对高速滚动轴承进行运动学和力学分析的基础上，建立了其力学模型。针对不同工况，建立了高速滚动轴承在纯轴向载荷和联合载荷下的力学模型，计算了轴承各滚动体在不同工况下与内外圈的接触角、接触应力等。计算结果表明：纯轴向载荷下，转速的增大会使钢球与内滚道的接触角增大，与外滚道的接触角减小。联合负载下，增大轴向载荷可以使得轴承内的载荷分布趋向均匀。同时采用遗传算法对该力学模型进行了求解，并与传统的Newton-Raphson算法所得结果进行了对比，结果表明遗传算法能简单有效求解该力学模型，为高速滚动轴承的数值求解提供了新的方法。 与数值模拟研究相结合，本文利用航空发动机主轴轴承试验机对滚动轴承在不同的载荷、转速下的温度和振动进行了测量分析，得到了相关的影响规律：在载荷一定的情况下，随着转速的不断加大，轴承温度不断升高，，试验轴承温度升高速度较快，两端的支承轴承温升较慢。在转速一定的情况下，载荷的增大使得轴承的温升显著。通过对高速滚动轴承的数值模拟和试验研究，得到了一系列的重要结论，对实际生产具有一定的指导意义。
【关键词】：高速滚动轴承 拟静力学模型 遗传算法 接触应力
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH133.33
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-12
• 插图清单12-14
• 表格清单14-15
• 第一章 绪论15-26
• 1.1 概述15-16
• 1.2 高速滚动轴承国内外研究概况16-23
• 1.2.1 力学模型研究17-18
• 1.2.2 疲劳寿命研究18-21
• 1.2.3 轴承振动研究21-23
• 1.3 国内外研究概况评述23-24
• 1.4 本文课题来源及研究内容24-26
• 第二章 高速滚动轴承运动学与力学分析26-35
• 2.1 引言26
• 2.2 滚动轴承的几何关系和运动关系26-30
• 2.2.1 几何关系26-28
• 2.2.2 坐标系的建立28-29
• 2.2.3 运动学关系29-30
• 2.3 高速滚动轴承接触应力与变形30-34
• 2.3.1 Hertz 接触理论31
• 2.3.2 轴承的接触应力与变形31-32
• 2.3.3 次表面应力32-34
• 2.4 本章小结34-35
• 第三章 高速滚动轴承拟静力学模型的建立及分析计算35-46
• 3.1 引言35
• 3.2 拟静力学模型的建立35-38
• 3.2.1 轴承变形几何关系35-37
• 3.2.2 钢球受力和平衡方程37
• 3.2.3 套圈平衡方程37-38
• 3.3 实例计算38-44
• 3.3.1 Newton-Raphson 算法简介39-40
• 3.3.2 承受轴向载荷时的计算结果40-42
• 3.3.3 承受联合载荷时的计算结果42-44
• 3.4 本章小结44-46
• 第四章 拟静力学模型的遗传算法求解46-51
• 4.1 引言46
• 4.2 遗传算法简介46-47
• 4.3 拟静力学模型的遗传算法求解47-49
• 4.3.1 确定适应值函数47
• 4.3.2 MATLAB 遗传算法工具箱的应用47-49
• 4.4 结果对比与讨论49-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第五章 滚动轴承性能的试验研究51-63
• 5.1 引言51
• 5.2 试验装置51-55
• 5.2.1 航空发动机主轴轴承试验机51-52
• 5.2.2 航空发动机主轴轴承试验机结构简述52-55
• 5.3 试验方案和数据分析55-62
• 5.3.1 试验方案55-56
• 5.3.2 定载荷时轴承温度随转速的变化56-58
• 5.3.3 定转速时轴承温度随载荷的变化58-59
• 5.3.4 振动变化59
• 5.3.5 试验数据分析处理59-62
• 5.4 本章小结62-63
• 第六章 总结与展望63-65
• 6.1 总结63
• 6.2 展望63-65
• 参考文献65-68
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况68-69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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  本文关键词：高速滚动轴承力学性能的数值模拟和试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：302164