谐波减速器中薄壁轴承接触载荷-应力计算仿真研究

针对经典滚动轴承力学特性的研究大多基于刚性套圈的假设,但无法应用于谐波减速器中发生套圈变形的薄壁轴承问题,基于柔性套圈变形假设得到薄壁轴承接触载荷-应力计算模型,并通过ANSYS建立薄壁轴承柔-柔接触三维有限元仿真模型.分析薄壁轴承装配受载引起套圈变形后滚动体接触载荷分布规律,研究薄壁轴承滚动体-滚道非理想接触下滚动体接触载荷-应力计算模型,指出传统刚性套圈假设、切片法分析薄壁轴承载荷分布以及估算薄壁轴承接触应力的局限性.通过理论数值计算和仿真结果对比,验证了基于柔性套圈假设分析薄壁轴承接触载荷-应力计算及仿真结果的合理性、准确性.     

高速滚动轴承柔性转子试验机

支承高速柔性转子的滚动轴承的寿命、可靠性及失效形式十分复杂,很难得到准确的理论分析结果。因此新研制了高速滚动轴承柔性转子试验机,可以模拟轴承的载荷、转速、润滑等工况条件,测试支承柔性转子系统的轴承性能,为高速轴承性能分析提供准确的试验数据。对支承柔性转子的滚动轴承进行了试验,验证了试验机的可靠性,发现与刚性转子系统相比,柔性转子系统振幅增大且轴心轨迹复杂,这将影响支承轴承的动力学特性。     

薄壁深沟球轴承负荷分布及寿命研究

经典滚动轴承负荷分布的研究大多基于刚性套圈支承的假设,但用于柔性套圈支承的薄壁轴承存在较大误差。基于有限元分析软件ANSYS建立了薄壁深沟球轴承三维有限元分析模型,考虑外圈受载后弯曲变形对滚动体负荷分布的影响,分析载荷参数,轴孔配合间隙及滚动体个数等对轴承滚动体负荷及寿命的影响规律,分析结果与实验结果吻合度较高,说明运用该有限元方法对柔性支承套圈轴承进行性能分析是合理的,为进一步的性能分析及结构优化提供可靠的参考依据。     

谐波传动薄壁柔性轴承力学分析

谐波传动的建立在薄壳弹性变形理论基础上的一种新型传动，薄壁柔性轴承是谐波传动装置上的关键部件。建立了谐波传动中薄壁柔性轴承的力学计算分析模型，分析了薄壁柔性轴承的载荷分布，为设计薄壁柔性轴承提供了理论基础。     

基于有限元法的薄壁角接触球轴承接触特性分析

滚动轴承经典理论都是以刚性套圈假设为前提,计算时不考虑套圈变形,但用于分析柔性套圈支承的薄壁轴承时,误差较大。基于ABAQUS建立薄壁角接触球轴承ZR76/82C的三维模型,分析了在柔性约束下套圈的变形情况及壁厚对套圈变形的影响,并与刚性约束的情况进行对比,结果表明:柔性约束下套圈将不再保持几何圆,与刚性约束下的轴向位移计算值相差较大;壁厚对于套圈的变形影响很大,壁厚较小的情况下不可忽略套圈的变形影响。     

谐波传动中柔性轴承内部载荷的理论计算和仿真分析

柔性轴承是谐波减速器中的关键部件,研究柔性轴承的载荷分布和接触应力对柔性轴承的设计和寿命计算至关重要。柔性轴承装配到波发生器会发生预变形,不再适用刚性套圈理论,其内部载荷也会发生变化。利用ANSYS建立柔性轴承的多体接触模型,得到柔性轴承的载荷分布和接触应力,并从薄壁圆环理论和赫兹接触理论验证了仿真分析的合理性。分析结果表明波发生器作用下,装配预变形导致柔性轴承实际承载区间减少,最大滚动体载荷和接触应力增大。研究结果对柔性薄壁轴承的设计及分析提供理论参考和实践指导。     

柔性支承轴承的负荷分布与疲劳寿命计算

柔性支承轴承中套圈的弯曲变形对负荷分布和疲劳寿命影响较大,不宜使用常规的方法计算轴承寿命.文中提出了一种计算柔性支承轴承的负荷与疲劳寿命的方法。这种方法是应用薄壁圆环的平面弯曲理论求解负荷,然后根据实际的负荷计算轴承寿命。附图6幅,表2个,参考文献6篇。     

滚动轴承支承刚度计算

滚动轴承的支承刚度计算是研究轴-滚动轴承系统动力学的关键问题之一。文中以深沟球轴承为例,采用力法和Hertz理论研究滚动轴承的受力与变形关系,在此基础上得到滚动轴承的支承刚度计算公式。着重探讨滚动体位置变化、离心力的作用、轴承的游隙和预紧、径向力和轴向力作用等因素对滚动轴承支承刚度的影响。计算结果表明:离心力的作用、轴承的游隙和预紧、径向力和轴向力作用对滚动轴承的支承刚度影响较大,滚动体位置变化对滚动轴承的支承刚度影响较小。所得结果为准确计算轴-滚动轴承系统动力学问题提供了前提条件。     

复合材料薄壁加筋结构局部稳定性分析的谱单元法

工程结构的有限元数值分析往往采用粗网格模型,这导致压、剪或其联合载荷作用下的薄壁加筋结构初始屈曲临界载荷计算误差过大,而采用四边简支板的工程校核方法强化了实际约束效应,进一步加大了误差。为此,采用p-收敛的升阶谱元法,计算复合材料四边简支及弹性支承层合板的屈曲特征值;同时提取粗网格单元的实际应力状态,对复合材料薄壁加筋结构局域初始屈曲临界载荷进行了分析计算。结果表明:谱单元方法可很好的收敛于四边简支板的理论解,计算效率较高;局域薄壁加筋结构的谱单元方法可高效收敛于整体薄壁加筋结构的局部稳定性解,且能计及加强筋对复合材料层合板的弹性支承作用,更准确的模拟了加筋板的实际约束效应。     

航空发动机传动轴承多支承台架试验失效机理分析

作为航空发动机的关键部件之一,传动系统的工作性能直接决定整机的运行状态与可靠性。传动系统的支承轴承因工作环境恶劣,在其工作过程中极易出现早期失效故障。针对某航空发动机传动系统支承球轴承台架试验中出现早期失效的问题,采用有限元方法,建立了多点支撑柔性传动系统动力学模型,分析了转速和轴承游隙对系统各支承轴承的动态载荷与弹性变形的影响规律,确定了支承轴承发生失效的位置及其原因;采用Lundberg和Palmgre的疲劳寿命计算方法,基于多点支撑柔性传动系统动力学模型获得的轴承内部动态载荷,计算了台架系统中出现早期失效的支承球轴承的疲劳寿命。结果表明,支承轴承的游隙匹配会导致各轴承内部载荷存在较大差异,该差异是导致其疲劳失效的主要原因,该仿真结果与实际情况基本一致。论文的研究可为该型航空发动机传动系统支承轴承的优化设计提供新的思路和理论支撑。     

薄壁铝合金检具加工柔性工装夹具的设计

本文根据汽车主模型检具曲面薄壁件在铣削加工中的工装特点,结合工装夹具的理论和柔性夹具的设计要求,设计了用于不同尺寸,不同曲率薄壁件切削加工的柔性工装夹具。阐述了柔性工装夹具的使用方式,针对杆件的支承稳定性制定了夹具的高度规格。最后介绍了夹具在实际应用中的计算机控制系统部分。     

高速薄壁圆柱滚子轴承拟静力学分析

考虑了薄壁套圈的结构变形,建立了高速薄壁圆柱滚子轴承拟静力学分析数学模型,采用BFGS数值计算方法,给出了其在不同工况下的滚子载荷分布情况和轴承疲劳寿命,并对套圈壁厚与轴承性能的关系进行了分析。结果表明:套圈柔性特性影响滚子的载荷分布,柔性套圈滚子受载区域比刚性套圈滚子受载区域要大,且柔性套圈的滚子最大接触载荷比刚性套圈的小,在一定工况下,柔性套圈有利于轴承疲劳寿命的提高。     

高速电主轴轴系转子动力学特性分析

针对滚动轴承非线性支承的特点 ,本文应用滚动轴承的拟静力学分析方法 ,结合轴系动力学特性分析的有限元法和模态分析法 ,对以滚动轴承为支承的轴承内圆磨床高速电主轴的轴系转子动力学特性进行了理论分析和试验研究 ,编制了具有实际应用价值的计算机程序 ,实现了以滚动轴承为支承的轴承内圆磨床高速电主轴轴系转子动力学特性设计的计算机分析计算 ,提高了设计精度和可靠性。     

基于套圈变形的柔性轴承弹流润滑分析

以柔性轴承为研究对象,基于赫兹接触理论和弹性薄壁圆环理论,建立柔性轴承等温椭圆点接触弹流润滑模型,对滚珠及内外圈滚道的接触区受载荷最大位置处进行弹流润滑数值分析;计算危险点的曲率半径、速度及载荷,分析载荷及速度变化对该位置润滑性能的影响。研究结果表明:套圈变形使得润滑接触区峰值压力增大、膜厚减小;柔性轴承弹流润滑油膜最小膜厚及中心膜厚均随载荷的增大而减小,油膜压力随载荷的增大而变大,表明载荷增大对柔性轴承的承载有一定影响;随转速的增大最小膜厚及中心膜厚均增大,表明在一定范围内,适当提高转速能够改善润滑性能。     

滚动轴承动态参数识别

采用柔性悬挂方法测试滚动轴承的机械阻抗,根据滚动轴承的支承形式提出了相应的动车学模型,由该动力学模型和测试得到的阻抗曲线。识别出滚动轴承的刚度和阻尼值,用此法识别得到的滚动轴承动态参数剔除了支承状况的影响,从而使得识别值更符合实际情况,附图6幅,表7个,参考文献5篇     

考虑柔性支承三维变形的线切割一体化轴承静态承载特性研究

根据线切割一体化轴承的结构特点,利用CFD重叠网格技术,建立线切割一体化轴承数值计算模型,采用双向流固耦合计算方法,考虑柔性支承的三维变形,考察线切割一体化轴承的承载性能随线切割轴瓦厚度、柔性铰链支承高度和支承宽度变化的影响.计算结果表明:随着偏心率或转速的增加,轴承偏位角呈下降趋势,黏度阻力、载荷呈上升趋势;与不考虑...     

滚动轴承的刚度理论计算研究

轴承刚度是滚动轴承的重要使用性能指标之一,具有较强的非线性,其计算方法通常建立在滚动轴承力学分析基础之上。理论和实践表明,转子-轴承系统的动力学特性在很大程度上取决于支承转子的滚动轴承的刚度特性;因此,如何准确确定滚动轴承的刚度成为转子-轴承系统理论建模的关键。通过分析研究滚动轴承的刚度理论计算,综合分析现有各种方法的优缺点,明确了下一步研究的重点,为滚动轴承刚度的理论分析及转子动力学建模的应用提供了参考。     

柔性支承结构建模刚度及塔筒风载荷对偏航轴承载荷分布的影响

为研究风力发电机偏航轴承有限元计算模型中,柔性支承结构建模刚度及塔筒风载荷对其载荷分布的影响,建立了兆瓦级风力机偏航轴承三维实体模型,并利用Hypermesh前处理,在Ansys环境中建立滚珠滚道非线性接触模型,并通过赫兹接触理论算法验证了该有限元模型的正确性。在此基础上,讨论约束系统刚度改变、塔筒风载荷等因素对轴承载荷分布及疲劳寿命等性能的影响。研究结果表明:随着轴承柔性支承结构(塔筒)有限元建模长度的增加,轴承滚子受载降低,波动减缓,同时理论疲劳寿命增加,当塔筒建模长度≥3Dt后,结果趋近于稳定。当考虑风载作用塔筒上产生的塔筒风载荷与叶轮风载荷联合作用时,计算结果表明此时迎风面偏航轴承接触载荷降低,背风面增加,总体对疲劳寿命有改善作用。     

柔性轴承寿命的分析计算

假设柔性轴承的寿命符合韦布尔分布,应用赫兹弹性接触理论和滚动轴承额定动负荷理论进行柔性轴承的寿命分析。对影响柔性轴承寿命的几何因素和力学因素做了定量分析,推出了柔性轴承的可靠度同普通轴承可靠度之间的关系和柔性轴承接触寿命计算式,并编程计算了滚动轴承接触疲劳指数方程中的各物理量。     

滚动轴承滚动体配合间隙对载荷分布的影响

根据滚动轴承载荷分布理论,采用新算法取代传统轴承载荷分布计算方法,并用该方法计算法滚动轴承的载荷分布,得出轴承在不同滚动体配合间隙的条件下其载荷分布规律。