高速滚动轴承接触应力与变形分析

针对高速轴承中现存的失效问题,采用有限元方法,利用ANSYS Workbench软件,建立高速滚动轴承三维分析模型。在合理的边界条件下,对模型中各个滚动体与轴承内、外圈接触应力和变形进行数值计算,从而得到各个滚动体与轴承内、外圈的接触应力及变形量,以及3号滚动体与1号滚动体的对比图,得出了相同增量下各个滚动体的接触应力和接触变形的变化情况。同一力下不同滚动体的接触面积变化情况。计算结果与赫兹理论解接近一致,表明建立的模型及边界条件合理,准确。求解得到的各个滚动体的接触应力和变形为滚动轴承的失效形式分析与设计提供理论依据。     

弹性复合圆柱滚子轴承接触特性分析

为探讨弹性复合圆柱滚子轴承滚动体与滚道的接触问题,首先采用有限元方法和经典赫兹接触理论计算方法对实心圆柱滚子轴承的接触应力与变形进行计算,并将两种方法得到的计算结果进行比较,比较结果表明:两种计算方法结果误差在10%以内,由此可知,有限元方法对计算轴承接触问题具有准确性。鉴于实心圆柱滚子轴承与弹性复合圆柱滚子轴承的内外圈接触副相似,可采用有限元方法对弹性复合圆柱滚子轴承接触应力分析。通过有限元方法对不同载荷下的弹性复合圆柱滚子轴承的接触应力、接触半宽、接触位移以及接触应力沿轴向分布进行计算与分析,得到的结果表明:一定载荷下,弹性复合圆柱滚动体的接触位移及接触半宽随着填充度的增大而增大;不同载荷下,弹性复合圆柱滚动体接触应力及等效应力随填充度的增大均存在极小值,且随着载荷的增大,极小值呈一定规律变化。弹性复合圆柱滚子轴承较实心圆柱滚子轴承在接触应力方面具有明显优势,设计合理的填充度能降低弹性复合圆柱滚子轴承的接触应力和改善"边缘效应"。     

滚动轴承与轴过盈配合对轴承元件接触应力及变形量影响研究

基于滚动轴承在装配过程中轴承内圈与轴形成过盈配合的实际情况,对其进行力学理论分析。在此基础上利用建模软件对滚动轴承建立三维模型,在有限元环境下,进行材料设置、网格划分、边界条件设定、施加载荷等操作建立有限元仿真模型。分别对不同过盈量下轴承元件接触应力和变形量情况进行仿真。结果发现:轴承元件上的接触应力和变形量与过盈量成正比关系;轴承内圈与滚动体接触应力和变形量之差,随着过盈量的增加,逐渐高于滚动体与轴承外圈接触应力和变形量之差;同一过盈量下,轴承内圈、滚动体、轴承外圈的接触应力和变形量依次降低。此研究结论为轴承寿命计算、轴承制造提供了理论依据。     

变位机用转盘轴承的载荷分析与仿真

针对变位机的实际要求,选择4点接触球转盘轴承作为其主要承力部件,简要介绍了转盘轴承的构造、特点及变位机的工作要求.采用载荷叠加法在Matlab中编程计算,得到全载荷状态下当量负荷的分布情况,从而得出转盘轴承工作过程中当量负荷的最大值及其受力最差的位置,通过静力弹性接触理论公式得到此时受载最大的滚动体对滚道的接触应力.在ANSYS中对4点接触球转盘轴承进行有限元分析,得到静力下的应力和变形云图及受载最大的滚动体对外滚道的接触应力.与理论计算结果相比较,验证了有限元分析结果的正确性与可信性.     

基于接触应力的氮化硅混合陶瓷球轴承曲率半径优化设计

利用ANSYS Workbench建立了基于赫兹理论假设条件的6206氮化硅混合陶瓷球轴承有限元分析模型,得到了滚动体与内、外圈的接触应力分布,计算结果与赫兹接触理论的一致性较好,证明该有限元分析模型的正确性。在此基础上,对滚动体施加旋转载荷,滚动体与内、外套圈接触区域添加摩擦,弥补了赫兹接触理论假设的局限性,得到了复杂工况下的接触应力分布。并以最大接触应力为目标函数,采用直接优化法对内、外圈沟道曲率半径进行优化设计。优化后,轴承的最大接触应力下降了9.21%。     

基于ANSYS的深沟球轴承接触应力有限元分析

通过讨论轴承接触问题的性质,分析了深沟球轴承接触应力的计算方法,利用APDL参数化语言建立深沟球轴承有限元模型,通过接触边界条件的处理,得到深沟球轴承内、外圈及滚动体的接触应力,仿真计算结果与赫兹理论解较好的吻合,表明有限元模型建立的正确性和边界条件施加的合理性,为滚动轴承的设计优化提供了科学依据。     

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.     

风电变桨轴承沟曲率对轴承接触角及接触应力的影响

为了准确评估风电变桨轴承的安全性能,运用有限元软件ANSYS分析变桨轴承的沟曲率对轴承接触角、接触椭圆及接触应力的影响。根据计算,得出轴承滚动体与滚道之间的接触角和接触椭圆随沟曲率的增大而减小,接触应力随沟曲率的增大而增大。     

基于ANSYS Workbench的深沟球轴承接触应力有限元分析

利用ANSYS Workbench软件建立了深沟球轴承的三维非线性接触模型,对模型的边界条件进行合理的设置后,基于有限元的方法,在Static Structural(ANSYS)中对深沟球轴承的接触应力和变形进行了仿真计算,得到了轴承滚动体和内、外圈不同部位接触应力和变形的分布。计算结果与Hertz理论解进行了对比,两者具有良好的一致性,说明了用ANSYS Workbench分析滚动轴承接触问题是可行的,符合轴承在载荷作用下受力和变形的实际情况;有限元仿真计算的结果为滚动轴承的设计、优化和失效分析提供了参考依据,具有一定的工程实用价值。     

大型风电机组偏航轴承动态性能研究

以大型风电机组偏航轴承为研究对象,在ANSYS平台上建立了偏航轴承的有限元模型,综合考虑轴向载荷和倾覆力矩的耦合作用,分析了滚动体与滚道的静态接触应力,并给出赫兹理论解。将静力学分析结果作为瞬态动力学分析的初始条件,对水平轴式风电机组偏航轴承的运转过程进行模拟仿真,得到了偏航轴承运转过程中滚动体的动态响应、应力变化及滚道的动态米塞斯应力变化情况。分析结果可为偏航轴承的动态设计及选型提供参考依据。