高速角接觸球軸承熱-結(jié)構(gòu)疲勞壽命數(shù)值模擬技術(shù)研究.pdf

1、高速精密角接觸球軸承廣泛應(yīng)用于高速精密機(jī)床主軸及其它高速轉(zhuǎn)子，它能同時(shí)承受徑向和軸向負(fù)荷的聯(lián)合作用，是高速轉(zhuǎn)子失效的主要原因之一。軸承的疲勞壽命是軸承質(zhì)量的綜合反映。預(yù)測(cè)軸承的疲勞壽命、防止軸承突然失效，對(duì)預(yù)防高速轉(zhuǎn)子事故發(fā)生有著非常重要的意義。但由于軸承工作狀況比較復(fù)雜，軸承試驗(yàn)較難精確模擬，而且實(shí)驗(yàn)時(shí)間很長(zhǎng)，取得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)慢，為了解決以上存在的問(wèn)題，本文以角接觸球軸承為研究對(duì)象，對(duì)角接觸球軸承在不同工況下的接觸特性、生熱與載荷耦合作用

2、下軸承的應(yīng)力和變形情況以及軸承在綜合因素影響下的壽命數(shù)值模擬技術(shù)進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容如下： ⑴基于對(duì)軸承的Hertz接觸理論和熱－結(jié)構(gòu)耦合分析理論，應(yīng)用有限元法建立了角接觸球軸承熱－結(jié)構(gòu)耦合分析模型，綜合考慮載荷、軸承工作溫度、軸承轉(zhuǎn)速和材料等因素的影響，對(duì)角接觸球軸承進(jìn)行熱－結(jié)構(gòu)耦合有限元分析，得到疲勞壽命數(shù)值模擬所需的應(yīng)力結(jié)果，利用軸承經(jīng)典接觸參數(shù)計(jì)算方法對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行了初步驗(yàn)證，確保有限元模型與分析計(jì)算得到的軸承接觸應(yīng)力的

3、合理性。 ⑵在疲勞壽命數(shù)值模擬方面，本文綜合考慮軸承轉(zhuǎn)速、預(yù)緊力、軸承工作溫度、表面粗糙度和熱處理方法等因素的影響，采用名義應(yīng)力全壽命方法對(duì)角接觸球軸承進(jìn)行疲勞壽命數(shù)值模擬計(jì)算，借助MSC.Fatigue專業(yè)疲勞有限元分析軟件對(duì)軸承進(jìn)行了基于熱－結(jié)構(gòu)耦合的疲勞壽命有限元分析，計(jì)算結(jié)果與L-P理論壽命結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，并分析了兩者之間的差異；最后還對(duì)各因素對(duì)軸承疲勞壽命的影響規(guī)律進(jìn)行了分析，提出了提高軸承壽命的技術(shù)措施。 ⑶