滚动轴承动态接触特性数值模拟中若干问题

滚动轴承运转过程中的动态接触特性与轴承使用寿命密切相关,目前主要是利用各种数值模拟技术开展轴承动态接触行为研究。通过在ANSYS/LS-DYNA研究平台上开展不同模型设计参数下滚动轴承动态接触特性的数值模拟研究,考察材料模型的设计、边界约束模式的选择和单元大小的定义等因素对数值模拟结果的影响情况。研究结果表明,由刚性体内外圈模型计算得到的滚子组最大应力仿真结果明显大于由弹性体内外圈模型得到的结果,且载荷方向上轴心位移变化起伏较大;采用外圈转动、内圈固定的边界约束模式时,轴承各组件上的最大动态接触应力值以及轴心在载荷方向的位移均高于采用内圈转动、外圈固定约束模式时的求解结果;单元大小也明显影响最终的动态模拟结果,较小单元尺寸下得到的应力结果明显大于较大单元尺寸下的模拟结果。研究结论可以为轴承动态接触特性数值模拟过程中模型构建方案的合理确定提供参考。     

不同故障程度下的滚动轴承内部接触动态特性分析

滚动轴承的故障所导致的内部接触状态的变化是滚动轴承振动特性发生改变的重要原因。根据故障与滚动体可能出现的接触形式,考虑故障演化过程中的不同故障大小,建立了圆柱滚子轴承存在不同程度故障时的多体接触动力学有限元模型,并通过滚动轴承外圈故障实验验证了模型的有效性。基于显式动力学法对滚动体与各组件间的动态接触力及故障区域的接触应变进行分析,揭示了不同故障程度对轴承内部接触动态特性的影响规律及故障情况下接触变形的变化规律。研究结果表明:滚动体在越障期间与各组件的接触力减小,随着故障程度的加剧,轴承内部接触力波动越发剧烈,但接触应变的波动频率和幅值降低;故障轴承滚动体在承载区与保持架兜孔两侧均会接触,使接触力出现负值;故障趋向于沿着滚动体滚动方向扩展。研究结论可为滚动轴承故障诊断及残余寿命预测提供理论依据。     

滚动轴承振动的模拟和实验分析

模拟任何振动系统的振动,都必须要先解决两个基本问题:首先就是振动激励,即引起振动的作用力问题,其次是振动系统的动态性能问题。现研究一下,球轴承在传动装置中按轴承工业常规方法进行实验时,其外圈的振动[1]。文献[2]已解决的是,球和套圈沟道具有波纹度之类工艺误差的球轴承在轴向载荷下的振动激励问题,从而可以确定套圈及钢球的谐波与轴向、径向和角向振动激励的频谱之间的关系。径向振动激励的相应关系式(初次近似的频谱)列于表1中。根据资料得知,只有钢球和套圈沟道波纹度谐波为偶数时,才会引起径向振动激励,其谐波号与钢球数ｎ的倍数…     

滚动轴承弹性接触问题的数值计算

结合滚动轴承的弹性接触特点 ,重点论述了弹性接触理论的建模方法及理论数值解法 ,根据柔度法的理论思想编制了基于VC 的弹性接触应力数值计算软件并给出了计算实例 ,以此作为开展轴承CAE分析工作的基础和尝试。     

滚动轴承振动的模拟及试验研究

根据目前最新的理论研究成果,建立了滚动轴承的振动模型;通过同一轴承振动加速度频谱的理论模拟结果与试验结果的比较,得出符合性的结论。     

载荷对球轴承振动特性的影响

运用滚动轴承振动的数字化测量和分析系统，通过试验全面研究了轴向载荷、轴向和径向联合载荷对全钢球轴承、陶瓷球混合球轴承和全陶瓷球轴承的振动特性，验证了轴承振动的弹性接触模型，得出的结论对以减振降噪为目的的滚动轴承设计、安装和使用具有实际的指导意义。     

调节阀动态特性的数值模拟

根据调节阀阻力特性和流量特性的定义，建立了二者之间的数值关系方程。基于管道瞬变流理论提出了调节阀动态特性的数值分析方法，并分别对固有流量特性近似为直线和等百分比特性的平板闸阀和球阀在管路系统中的动态特性进行了数值模拟。     

润滑脂性能指标对滚动轴承振动特性影响的实验研究

随着制造技术的发展,滚动轴承的加工精度不断提高,其振动与噪声很大程度上取决于润滑剂的性能.通过在相同空白润滑脂中添加不同性质的添加剂(包括纳米颗粒和液态添加剂)制备出不同的润滑脂.通过测试在同类轴承内加入不同润滑脂时的振动信号,并与几种测试润滑脂性能指标的实验相结合,分析了润滑脂的性质(包括流变特性和机械性质)对滚动轴承振动的影响.发现添加剂在接触区的存在形态以及油膜动态特性是影响轴承振动的重要原因.     

变速箱箱体振动特性的数值模拟分析

为减低车辆行驶时的振动,采用有限元法计算了主要承受动力学载荷箱体的振动特性,得到了箱体的模态参数.通过3种不同工况下模态参数的比较,阐明了约束条件和质量分布的振动特性的影响,为箱体的动力学修改和优化设计提供依据.     

润滑状态对滚动轴承动态接触特性的影响

滚动轴承运转过程中的动态接触特性与轴承的使用寿命密切相关,在ANSYS/LS-DYNA研究平台上开展不同润滑状态下滚动轴承动态接触特性的数值模拟研究,考察润滑因素对数值模拟结果的影响情况。结果表明,由流体润滑状态下得到的滚子组单元应力仿真结果,明显小于边界润滑和混合润滑状态下得到的结果,且轴心在载荷方向上位移变化起伏明显减小。与边界润滑和混合润滑状态相比较,流体润滑明显改善了滚动轴承动态接触特性。研究结论可以为滚动轴承的动态接触特性预测和合理润滑方案的设计提供参考。     

发动机主轴承保持架碰撞振动的力学模型与分析

对发动机主轴承保持架的动力与冲击载荷进行分析研究 ,根据保持架的运动特点 ,并针对保持架的碰撞问题作详细讨论 ,建立了它的冲击振动模型。分析了此碰撞与其它因素的关系及影响。从而有针对性地解决此碰撞问题     

圆柱滚子轴承的动载荷分布

通过虚滚子的假设,采用静不定方法研究了圆柱滚子轴承在径向载荷作用下的动载荷分布,得出圆柱滚子轴承各滚子的动载荷随轴承的转动周期性变化,及径向载荷的大小、游隙、转速和滚子个数等与圆柱滚子轴承动载荷分布的关系。     

Analysis of Surface Parameters and Vibration of Roller Bearing

The surface of the inner race of a detachable roller bearing is monitored periodically to determine the deterioration pattern under normal conditions together with the vibration level. The surface of the inner race is scanned using an infinite focus microscope to evaluate surface properties utilizing the 2D and 3D parameters. Both parameters successfully assess the surface degradation and wear of the bearing surface. Using the Dowson-Higginson equation on elastohydrodynamic lubrication, the theoretical lubrication film was calculated and the lubrication regimes identified. A high vibration level can be associated with surface roughness properties and relative lubrication regime. This work highlights the relationship between the bearing vibration level and the bearing inner race surface parameters. The two surface parameters with the highest Pearson correlation coefficient with the vibration level are the areal surface roughness S_a (0.997) and the average roughness R_a (0.936).     

降低滚子轴承振动值及噪声的措施

通过提高滚子等级、改进内外套圈超精方法、改进套圈加工工艺流程和提高轴承装配质量等方法改善轴承零件的圆度、波纹度和粗糙度，从而降低轴承振动值和噪声。     

皮带盘固有频率对柴油机扭振的影响

利用东南大学ANZT6扭振测试系统对一款新开发的国四发动机进行扭振测试,以期从不同固有频率的皮带盘样件中找出与发动机的最佳匹配方案。     

振动压路机偏心块动力特性分析

为研究振动压路机逆转调幅偏心块组件在高、低振幅工况下的结构振动响应特性,运用APDL对偏心块组件进行了有限元分析。获得偏心块固有频率和振型的基础上,分析了偏心块及其等效应力集中最大的部分节点在工作频率以及共振区的频率响应。结果表明:偏心块组件理论计算值与有限元计算结果,两者相对误差在5%以内,其结构设计合理;偏心块组件低阶固有频率均大于工作频率,不易发生共振;定偏心块在高、低振幅工况发生共振的振动幅值均最大;定偏心块的高振幅工况振动响应强于动偏心块,低振幅工况则相反。     

高频破碎器调心滚子轴承失效分析

调心滚子轴承是高频破碎器的关键部件,其好坏直接影响着高频破碎器的使用寿命。通过粗视检查及有限元仿真对高频破碎器上调心滚子轴承的失效原因进行分析,结果表明其失效主要是由于冲击载荷过大造成的。一方面,大冲击载荷造成了调心滚子轴承的内、外圈和滚子变形,导致轴承受力不均发生偏载而卡死;另一方面,大冲击载荷使轴承内部油膜破裂,造成金属之间的相互摩擦,轴承温度急剧上升而发生咬粘失效;最后,根据调心滚子的失效原因提出了相应的改进措施。     

Frequency Effects in Tilting-Pad Journal Bearing Dynamic Coefficients

This paper examines the effects of damped vibrational frequencies on the linear reduced dynamical stiffness and damping coefficients of tilting-pad journal bearings. The frequency ratio (damped frequency/running speed) can be used to judge the accuracy of employing synchronously reduced linear coefficients in rotordynamic stability analyses. The use of these coefficients can result in simpler formulations of the system dynamical equations of motion and solution techniques as well as reduced computational and analysis time. Results presented here indicate that synchronously reduced bearing dynamical coefficients are generally adequate for stability analyses with positively preloaded tilting-pad bearings. Plots of dynamic coefficients are included for a five-pad bearing.     

弹性复合圆柱滚子轴承动态径向刚度分析

针对弹性复合圆柱滚子轴承的特殊结构形式,对弹性复合圆柱滚子轴承的动态刚度进行深入细致的研究。利用有限元软件对其单个滚子的瞬时受力变形情况进行分析,得出不考虑润滑时轴承的刚度公式,由Dowson-Higginson油膜厚度公式推导出油膜刚度公式。总结出弹性复合圆柱滚子轴承的动态刚度计算模型,分析了填充度、径向载荷、滚子数和转速对径向刚度的影响规律。结果表明,弹性复合圆柱滚子轴承的动态刚度随轴承旋转呈周期性波动,刚度随着填充度的增加而减小;刚度随着载荷的增大而增大,刚度增幅随着载荷的增大逐渐减小;滚子数越大刚度增幅越小;转速越大,刚度减小趋势越大。