过盈配合的轮毂轴承芯轴有限元分析

针对目前大量使用的第三代轮毂轴承单元,通过UG建立三维实体模型。首先分析了芯轴与内圈过盈装配应力,其次根据轿车在稳态转弯过程中轮毂轴承单元受力分析,利用有限元分析软件ANSYS Workbench对轮毂轴承单元芯轴与内圈建立有限元模型。分析结果表明芯轴铆合翻边处最容易失效,应作为设计的重点考虑部位。最后通过控制变量法研究了过盈量、摩擦系数、几何形状,对轮毂轴承单元芯轴与内圈的过盈装配应力的影响,为以后的优化分析提供了重要参考价值。     

径向加载工况下的第3代轮毂轴承动力学分析

轮毂轴承运行工况复杂,研究其各种工况下的力学特性对轴承设计尤为重要。为此建立第3代轮毂轴承有限元模型,并通过LS-DYNA进行显式动力学分析。假设汽车在平直路面匀速行驶,分析轴承在低速工况下的应力、速度及加速度,并将速度的有限元仿真结果与解析解进行对比验证,进而分析低、中、高速工况下的轮毂轴承动态特性。研究表明:随转速增大,相同时间内应力峰值及出现次数也逐渐增加;高速工况下钢球的加速度比中、低速时小,轮毂轴承振动较小,运转更加平稳。     

轮毂轴承轴铆合过程CAE分析及验证

轮毂轴承单元作为汽车关键零部件,对汽车的安全性有着重要的影响,如何构建出有效的有限元模型对轮毂轴承单元的性能分析和设计有着重要的意义。基于材料的拉伸试验、圆环墩粗试验、理论推导获得轴铆合过程的材料参数、摩擦系数和铆头空间运动轨迹,完成有限元模型的构造,同时应用ALE网格策略提高计算效率。最后通过试验与仿真结果对比,并基于轮毂轴承的相关性能参数的经验值,验证轮毂轴承轴铆合过程有限元模型的有效性,为轮毂轴承的数值化分析提供有效的数值模型。     

基于沟道综合位置的轮毂轴承轴向游隙评价方法

基于第3代轮毂轴承单元结构与轴向游隙经典计算模型,提出了基于沟道轴向综合位置变差的轴向游隙计算模型,并用513089型轮毂轴承单元的相应数据进行验证。计算机仿真结果与理论计算结果相吻合,表明该模型可以用于轮毂轴承智能装配。     

轿车轮毂轴承铆装工艺理论分析与试验研究

对轿车轮毂轴承单元的铆装工艺进行了理论分析和试验研究。建立了铆装力理论计算模型与铆装工艺有限元分析模型,研究了铆头轨迹、倾角和停留时间等工艺参数对铆装质量的影响,得出采用圆周轨迹、铆头倾角6°和停留时间0.8s时铆装质量最好的结论。以DAC2F10轿车轮毂轴承单元为例,在课题组开发的铆合装配专用机床上进行了铆装试验,验证了铆装力理论模型和铆装工艺有限元模型的合理性,并进一步优化铆头倾角为5.5°。采用所优化的铆装工艺试制出了轮毂轴承单元样件,耐久性试验测试最高使用寿命近2×105km,表明得出的铆装优化工艺能大幅提高轮毂轴承单元的使用寿命和可靠性。     

MW级风机变桨轴承与轮毂连接螺栓的强度分析

针对某MW级风电机组变桨轴承与轮毂连接螺栓强度设计问题,利用ANSYS软件建立了该变桨轴承与轮毂连接螺栓仿真模型,通过对变桨轴承的受力分析和变桨轴承、螺栓有限元模拟方法的研究,基于GL规范分别利用有限元方法和理论分析方法对该连接螺栓进行了强度分析和接触面滑移分析。研究结果表明,螺栓的极限强度和疲劳强度满足设计要求,极限计算中有限元分析结果和理论分析结果基本一致,接触面之间不会发生使螺栓承受剪切力的滑移。该研究结果为风机变桨轴承和轮毂连接螺栓设计提供了参考。     

基于ANSYS的汽车轮毂单元静应力计算优化设计

轮毂单元是汽车系统的重要部件,其力学性能成为直接影响汽车安全性能的关键因素。通过对轮毂的各项力学性能合理精确的有限元分析,可以优化轮毂设计、保证强度要求、减少试验次数、缩短开发时间。以第一代轮毂轴承单元为研究对象,以ANSYS为工具,建立与轮毂实际弯曲疲劳试验相等效的有限元分析模型,并进行结构强度分析,获得轮毂单元的静应力分布,为轮毂产品的设计开发提供设计依据。     

基于GAP单元的滚动轴承应力分析

利用有限元分析软件MSC.Marc/Mentat对某一滚动轴承进行有限元分析,采用GAP单元代替滚动体模拟轴承内外圈间的接触,在某组载荷工况下,计算该简化模型的应力结果;在同组工况下,对比实体轴承模型与GAP单元简化模型的有限元分析结果,对比各自的最大应力值;同时用理论计算方法计算轴承在相同工况下的最大应力值,来验证有限元结果的正确性.结果表明:GAP单元可以有效的模拟滚动轴承内外圈之间的接触,从而为滚动轴承建模及与轴承连接的组合件之间的建模提供了一种简便且有效的方法.     

非驱动轮毂轴承单元法兰盘轴颈静强度计算及试验

针对轮毂单元静强度计算及试验验证问题,根据第三代非驱动轮毂轴承单元的受力情况,提供了一种用CAE仿真分析方法以外的简便数值分析计算方法,即在车辆受到侧向1.2 g的临界侧向加速度下,将轮毂轴承单元受到的外部径向力和轴向力,通过轮毂轴承单元内部受力分析,转化为轴承内部双列滚道的两个载荷中心的径向力和轴向力;并将轮毂轴承单元法兰盘内侧受力轴颈简化等效为实心悬臂梁的处理方法,来计算法兰盘轴颈静强度;并用侧向静强度试验方法,通过构建适当的试验方案,来验证轮毂轴承单元法兰盘静强度,为设计优化提供简便的分析验证方法。研究结果表明,该简化模型计算结果能够与侧向静强度试验结果保持一致,为笔者利用简化计算方法来简便快速地定量选取轴径和轴颈r角大小提供了可能;该方法计算简便有效,结果可靠。     

商用车用轮毂轴承单元的应用与发展趋势

介绍了商用车用轮毂轴承单元3种典型结构的特点及其选型应用，传统轮毂轴承单元因其制造工艺成熟，成本低而被广泛应用，脂润滑轮毂轴承单元、油润滑轮毂轴承单元性能可靠，成本高，主要应用于高端商用车。研究了轴承游隙对其寿命及摩擦力矩的影响，工作游隙为微负值时轴承寿命最长，可精确控制轴承游隙。提供了根据车辆使用工况选择轮毂轴承单元润滑剂的方案。分析了轮毂轴承单元在安装应用过程中不良的注油、注脂、压装、拧紧工艺等对轴承寿命的影响，提出使用专用设备安装的解决方案。最后指出单元化是未来商用车用轮毂轴承单元结构的发展趋势。