基于ABAQUS的圓柱滾子軸承動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、滾動(dòng)軸承作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械中最重要的零部件，其運(yùn)行狀態(tài)的好壞直接影響到整臺(tái)設(shè)備的性能和使用壽命。疲勞失效作為滾動(dòng)軸承最常見的失效類型，最初來源于疲勞載荷下形成的次表面裂紋，后逐漸演化為宏觀的疲勞剝落。疲勞剝落的形成使?jié)L動(dòng)軸承逐漸趨于失效并且伴隨著動(dòng)力學(xué)性能的改變。因此，研究滾動(dòng)軸承在完好和帶有缺陷狀態(tài)以及在不同轉(zhuǎn)速下的動(dòng)力學(xué)特征，對(duì)于滾動(dòng)軸承的故障機(jī)理研究和故障診斷具有十分重要的意義。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴建立了基于ABAQUS/

2、Explicit的單列圓柱滾子軸承有限元?jiǎng)恿W(xué)分析模型。總結(jié)了圓柱滾子軸承的運(yùn)行狀況并確定其動(dòng)力學(xué)仿真邊界條件，為了更接近軸承實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，在有限元模型的建立中未對(duì)滾動(dòng)體進(jìn)行任何自由度的約束。為了對(duì)單一滾動(dòng)體-套圈接觸對(duì)的接觸力動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行研究，模型采用面對(duì)面接觸和通用接觸結(jié)合的方式建立接觸關(guān)系并且通過對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中滾動(dòng)體公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的分析驗(yàn)證了該動(dòng)力學(xué)模型的正確性。⑵分析了無缺陷滾子軸承在不同內(nèi)圈轉(zhuǎn)速下的動(dòng)力學(xué)行為，包括軸承各部件運(yùn)動(dòng)

3、學(xué)規(guī)律、等效應(yīng)力分布、接觸應(yīng)力分布和接觸狀態(tài)特點(diǎn)、參考點(diǎn)軸心軌跡變化以及外圈節(jié)點(diǎn)加速度響應(yīng)。根據(jù)滾動(dòng)體不同環(huán)形路徑的切應(yīng)力分布和數(shù)值變化規(guī)律分析了軸承缺陷產(chǎn)生機(jī)理；通過對(duì)比分析單一滾動(dòng)體-套圈接觸對(duì)接觸力分量變化，得出了接觸力分量隨滾動(dòng)體位置的變化規(guī)律。⑶研究了不同轉(zhuǎn)速下外滾道帶有局部剝落缺陷的滾子軸承動(dòng)力學(xué)行為。在無缺陷圓柱滾子軸承動(dòng)力學(xué)仿真的基礎(chǔ)上，建立外圈承載區(qū)下端帶有局部剝落缺陷的動(dòng)力學(xué)模型，并以此分析了不同轉(zhuǎn)速下滾動(dòng)體進(jìn)入、經(jīng)