圆锥滚子轴承动力学仿真分析

圆锥滚子轴承承载能力较高,被广泛应用于齿轮传动和工程机械等领域.基于有限元理论与显式动力学理论,运用ANSYS/LS-DYNA仿真软件,建立考虑筐型保持架的接触碰撞作用下圆锥滚子轴承动力学有限元仿真模型.在径向载荷与轴向预紧载荷的联合作用下,计算分析了不同加载时间段与稳定运转后的圆锥滚子轴承的动态响应和动态应力等结果.结果表明:圆锥滚子轴承的套圈、滚子和筐型保持架都具有类似正弦曲线的线速度运动规律,保持架的运动速度存在一定程度的波动.在启动加速度阶段,圆锥滚子轴承内部具有较大的冲击应力,驱动速度稳定后线性滚子和筐型保持架具有较大的应力波动,从而影响保持架的运动稳定性和疲劳寿命.仿真模型和分析结果较为真实地反映了圆锥滚子轴承的动态特性,以及滚子与筐型保持架之间的动态接触碰撞作用.     

圆柱滚子轴承游隙与寿命关系

通过圆柱滚子轴承载荷分布的推导,求得在径向游隙下轴承内各位置滚子的载荷,从而得出轴承内圈和外圈的当量载荷和寿命计算方法,建立载荷与游隙关系;根据T.A.Harris理论,建立载荷与寿命关系,利用载荷与寿命关系,计算几组不同径向游隙的轴承寿命,结果表明略微负游隙时轴承寿命最长.     

轧机轴承偏载下的有限元分析研究

实际工作中的轧钢机械工作辊既承受径向力，同时又受轴向力的作用，因此，轧机工作辊用轴承在不同偏载程度下，轴承套圈与滚子将有不同的接触应力表现。章运用ANSYS有限元分析软件，建立了ANSYS有限元分析模型，分析了实际工作中的轴承套圈与滚子的接触状态。通过对均布载荷和三种不同偏载情况下的有限元模型的计算分析，得到了偏载下滚子沿轴向方向的接触应力分布的偏载效应规律，以及当倾斜程度不同时，接触应力变化与载荷变化之间呈非线性规律；在进行轧机轴承设计、制造及使用时，必须考虑偏载的影响。中还指出，关于较大偏载状况的滚子接触应力分布规律的研究，对滚子母线进行合理修形具有参考价值。     

不对中工况下双列角接触球轴承刚度特性分析

受安装技术影响,双列角接触球轴承安装过程中存在不对中情况,轴承刚度会受其影响。针对双列角接触球轴承,提出了一种含轴承不对中的双列角接触球轴承拟静力学模型,并进一步分析不对中分别与滚道曲率半径系数、间隙和预载荷等结构参数耦合时对刚度的影响。结果表明：随着不对中角度的增大,轴承的刚度逐渐减小;当不对中存在时,随着外滚道曲率半径系数增大,轴承的轴向刚度和角刚度逐渐减小,而径向刚度略有增大;轴承刚度随着内滚道曲率半径系数的增大而减小;随着轴向间隙的增大,轴承的轴向刚度和角刚度逐渐减小,径向刚度逐渐增大;随着径向间隙的增大,轴承的径向刚度和角刚度会有所减小,而同时轴向刚度略有增加;轴承刚度随着预载荷的增大而增加。     

考虑弹流润滑效应的高速角接触球轴承刚度特性研究

高速角接触球轴承的刚度特性对航空发动机转子系统的动态特性有着重要影响。为获得油润滑条件下角接触球轴承刚度特性,需要考虑弹流润滑效应对轴承刚度的影响。基于Jones拟静力学模型,建立了考虑弹流润滑影响的耦合滚动体/套圈接触刚度和油膜刚度的滚动轴承刚度计算模型。应用滚动轴承刚度计算模型分析了弹流润滑效应对角接触球轴承刚度的影响规律。研究结果表明:与不考虑弹流润滑效应的情况相比,考虑弹流润滑效应的角接触球轴承刚度有较明显的降低;较之轴承轴向刚度,轴承径向刚度对弹流润滑效应更为敏感;在考虑弹流润滑效应的情况下,润滑油动力黏度和黏压系数的增大均使得轴承刚度减小,黏温系数的增大仅使得轴承径向刚度增大,但对轴向刚度几乎没有影响;随着转子转速的升高,弹流润滑效应对轴承径向刚度的影响愈加明显,但对轴向刚度的影响逐渐弱化;随着轴向载荷的增加,弹流润滑效应对轴承刚度的影响缓慢增大;随着径向载荷的增加,弹流润滑效应对轴向刚度的影响缓慢减小,而对径向刚度的影响则几乎保持不变。     

具有并联节流器的圆锥静压、动静压轴承的静特性分析

本文提出了一种用于圆锥静压、动静压轴承的并联节流器的新结构，给出了该轴承的承载能力和静刚度的简化计算公式并分析了主要参数对支承性能的影响，提出了这种并联节流器不但对圆锥轴承的径向承戴能力而且对于其轴向承戴能力同样具有明显的调节作用，因而具有一定的推广和使用价值。     

用载荷系数曲线和应力系数曲线计算滚动轴承的新方法——圆锥滚子轴承计算

本文介绍了一种计算园锥滚子轴承的新方法.它是用有关的计算公式以及载荷系数曲线和应力系数曲线进行计算的,本文以Hertz的弹性接触问题的理论和Miner的累积疲劳损伤假说为基础,推导了这些公式和曲线.     

1700四辊可逆式板带粗轧机工作辊轴承载荷谱分析

四辊轧机工作辊轴承不承受轧制力，理论分析和实验研究证实，该类轧机工作辊轴承径向仅承受平衡缸产生的平衡力。稳态轧制及空转时轴承受稳定的径向载荷，咬入和抛钢时轴承受径向冲击载荷。四辊可逆式轧机是偶道次轧制过程中轴承轴向载荷甚小，但奇道次轧制过程中轴向载荷很大。轴向载荷过大是四辊轧机工作辊四列圆锥滚柱轴承失效的主要原因，应增大轴承锥角以提高轴向承载能力，同时采取措施控制轴承座与机架窗口的间隙，以降低轴向     

双列圆锥滚子轴承拟静力学分析

为了研究风电设备中双列圆锥滚子轴承的拟静力学特性及寿命情况,提出了一种基于坐标向量运算的分析模型,该模型将坐标向量和旋转矩阵应用于传统的拟静力学分析,能够准确、快速得到实际复杂工况下轴承内部载荷分布和轴承疲劳寿命。通过将该模型应用于某型号3 MW风电主轴承,得到了极限载荷工况下圆锥滚子与内、外圈滚道和内圈挡边的接触载荷分布曲线,确定了极限载荷工况中不同倾覆力矩下的圆锥滚子受力曲线,并得到了轴向游隙为-0.25~0.25 mm时,轴承整体寿命变化曲线,确定了最佳寿命时轴向游隙为-0.025 mm。     

滚子轴承生成热及温度分布研究

结合滚子轴承的拟静力学模型和轴承摩擦生热模型,计算得出滚子轴承各部分的生成热。采用有限差分法将轴承系统的温度节点进行离散化处理,得到热平衡方程组,对滚子轴承传热及温度分布进行计算,并编制轴承生成热分析软件。对某一型号轴承在不同转速、载荷条件下的生成热进行计算,得出了转速及载荷对轴承生成热和温度分布的影响规律。结果表明:滚子与轴承外圈滚道之间的摩擦生热量最大,随着径向载荷的增加,轴承打滑现象减轻,会减小轴承的功率损失;轴承因温度过高而失效的部分通常为内圈滚道表面。     

金刚石圆锯片基体辊压预应力处理工艺参数试验研究

对典型Φ1650 mm金刚石圆锯片进行预应力处理,采集预应力处理前后锯片基体的轴向变形量,研究预应力施加位置与载荷对适张状态的影响。试验结果表明:预应力施加位置离圆心越远,切向拉应力的效果越明显,锯片的轴向刚性与稳定性增强,锯切过程中锯片基体抑制轴向受载变形的能力提高216%~232%;预应力施加载荷使圆锯片抑制变形的能力提高,若预应力施加载荷过大,预应力处理后锯片整体刚性与稳定性变弱,基体抑制轴向受载变形能力仅提高155%~187%。     

四辊板带轧机的轴向动力学特征模拟

研究了四辊板带轧机轧辊交叉情况下的轴向动力学特征，建立了辊系轴向振动的合理的动力学模型，基于摩擦学的预位移理论，给出了工作辊与支承辊之间，以及工作辊与轧件之间的轴向刚度的定义。同时，分析了辊系的轴向阻尼特性，确定了轴向阻尼系数的量级。动载荷放大系数的研究为讨论轴向力对轧辊轴承的影响同时提供了合理的依据。     

圆锥形磁悬浮轴承的三维有限元分析

圆锥形磁悬浮轴承只用一对径向轴承即可完成主轴的径向与轴向控制,但由于其定、转子铁心呈锥形结构,使轴向与径向间存在耦合,增加了分析计算的复杂性,同时对其电磁场的分析必须采用三维模型。利用ANSYS有限元软件对磁悬浮轴承进行三维电磁场计算,分析了磁感应强度的空间分布、轴承径向与轴向问的耦合效应,同时计算了电磁力随控制电流和轴承位置的变化关系,并与磁路法的结果进行了比较,在此基础上得出了磁悬浮轴承的电流刚度系数和位置刚度系数。     

双拱结构X型钢管相贯节点试验研究

结合曹娥江新型双拱空间钢管结构闸门工程,对3种X型相贯节点形式（无加强、肋板加强型和套管加强型）进行了静载和反复加载试验.通过分析静载试验数据发现,相对于无加强节点试件,肋板加强型节点试件极限荷载提高不是很显著,套管加强型节点试件极限荷载提高较大.两种加强措施对于节点的局部应力减小作用不大.从极限荷载和局部应力两方面比较可知,对于支管的轴向刚度大于主管的径向刚度的节点,主管管壁的加强（套管加强型）是一种较为合适的方法.通过分析反复加载试验数据也发现,3种形式节点的滞回曲线都比较丰满,节点的延性较好,反复加载和单向加载节点试件的破坏形式相近.     

直杆的动力稳定性分析(Ⅲ)

本文根据杆在轴向动力荷载作用下的分析研究,提出了考虑杆顶附加质量影响的杆动力性能计算方法,导出了杆在各种支承条件下的动力计算公式,可供实际工程应用参考。     

三角形横向荷载作用下的简支梁弯曲分析

某些梁或立柱杆件同时受纵、横两个方向的载荷作用,因横向荷载引起的弯曲挠度使截面形心偏离原位置的距离较大,这时轴力引起的弯矩对构件的强度和稳定性计算来说就不容忽略.目前对横向荷载为均布荷载作用时最大挠度和弯矩的数值和位置已有讨论,对三角形横向荷载作用时横梁或立柱的最大挠度和最大弯矩位置和数值的确定还需深入研究.首先以简支梁为例,推导出横向荷载为三角形横向荷载时梁的最大挠度和弯矩数值和位置的计算公式,然后以水闸结构中的胸墙为例,阐述导出公式的具体运用方法,在水利工程实践中具有重要的意义.     

电磁轴承的力学特性

本文导出了主动型电磁推力轴承的承载能力、刚度、阻尼和稳定区域的解析表达式并对其进行了无量纲化计算，以ＰＤ和ＰＩＤ控制为例推导出调节参数与轴承设计参数、偏置电流的关系式和各种静、动力学特性曲线，为进一步研究多自由度控制的电磁轴承转子系统的动力学性能打下基础．本文的研究方法和部分结果也适用于电磁径向轴承．     

Catenary action of restrained steel beam against progressive collapse of steel frameworks

The changing law of internal forces during the whole deformation development process was analyzed. The process was divided into five stages based on the internal force state of the beam and the assumptions of internal force relationship of five stages were proposed. Then, the formulas for determining the midspan deflection of the steel beam under distributed load, which was restrained both in rotational and axial directions, were obtained using restraint coefficient method and rigid-plastic mechanism, thereby the deformation development process was expressed accurately in a quantified way. Priority was given to the analysis of the process from bending to tension-bending, then the final state totally depends on tension to resist the external loads, that is the problem of catenary action of the restrained beam under distributed load. Additionally, finite element analysis was carried out with software ABAQUS6.7 on a restrained steel beam under distributed load with different axial and rotational restraint coefficients. The accuracy of the formulas presented was verified by the results of the behavior of the restrained beams. Finally, error analysis was conducted and some formulas were corrected according to the reasons of errors. The calculated results of corrected formulas match the FEM analysis results better, thus the accuracy of these formulas is improved.     

一种高精度的配对安装轴承载荷计算方法

在轴向和径向载荷同时作用下,滚动轴承常常配对安装。在传统的机械设计过程中通常采用查询手册获取经验系数的方法来计算配对安装轴承的载荷,误差较大。针对这一问题,通过对轴承承载过程的讨论,阐述了传统计算方法的不合理之处;根据滚动轴承计算理论以及轴承作用机理,提出了一种基于迭代算法的配对安装轴承载荷计算方法,并举例计算得到了计算结果;建立了有限元模型并将计算结果与迭代计算结果进行了对比。结果表明,迭代计算结果与有限元结果相差不大,有效提高了计算精度。     

轴心受压格构柱的计算剪力

本文分析了《钢结构设计规范》(GBJ17-88)在计算格构式轴心压杆整体稳定和剪力时的矛盾,以统一的荷载状态和柱子曲线,考虑剪切变形影响,导出了格构式轴心压杆的计算剪力,使得格构式轴心压杆的整体稳定与剪力计算取得了一致。