基于ANSYS-LS-DYNA滾動(dòng)軸承的動(dòng)力學(xué)特性研究.pdf

1、滾動(dòng)軸承是傳動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分，滾動(dòng)軸承的動(dòng)力學(xué)特性直接影響到軸承本身的壽命和回轉(zhuǎn)精度，從而間接影響到傳動(dòng)系統(tǒng)的精度保持性、可靠性指標(biāo)以及振動(dòng)噪聲等。因此，為了提高滾動(dòng)軸承在工作中的運(yùn)動(dòng)精度，降低軸承的振動(dòng)噪聲，了解滾動(dòng)軸承故障的振動(dòng)特性等，對滾動(dòng)軸承的實(shí)際工況進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真，研究滾動(dòng)軸承在不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)、幾何參數(shù)和工況參數(shù)下的動(dòng)力學(xué)特性以及軸承的故障振動(dòng)特性和軸承在傳動(dòng)系統(tǒng)中的動(dòng)力學(xué)特性便有著非常重要的意義。
　　本文基于長江

2、學(xué)者和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(IRT0816)和“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專項(xiàng)(2010ZX04014-014)。研究內(nèi)容主要是基于ANSYS/LS-DYNA，以一種多體接觸動(dòng)力學(xué)方法仿真并分析滾動(dòng)軸承在特定結(jié)構(gòu)參數(shù)、幾何參數(shù)和工況參數(shù)下的動(dòng)力學(xué)特性。主要研究滾動(dòng)軸承各部件在位移、速度、加速度、應(yīng)力、接觸力以及載荷分布的變化規(guī)律。在此基礎(chǔ)上研究滾動(dòng)軸承的故障振動(dòng)特性，基于滾動(dòng)軸承的主要失效形式（點(diǎn)蝕），在ANSYS中建立具有點(diǎn)

3、蝕故障的滾動(dòng)軸承有限元模型，進(jìn)一步研究滾動(dòng)軸承的故障振動(dòng)特性，分析由于點(diǎn)蝕故障所引起的應(yīng)力集中、接觸力以及振動(dòng)情況的變化，最后并運(yùn)用包絡(luò)譜分析法完成對軸承故障的診斷。研究結(jié)果為滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)，選擇等提供了理論依據(jù)。全文的主要內(nèi)容如下：
　　(1)研究滾動(dòng)軸承徑向游隙的變化規(guī)律，研究各個(gè)參數(shù)對滾動(dòng)軸承徑向游隙的影響，分別分析過盈配合、轉(zhuǎn)速、工作載荷、溫度以及材料的線膨脹系數(shù)對滾動(dòng)軸承徑向游隙的影響，從而提出一種如何選取滾動(dòng)軸承最佳原

4、始徑向游隙基本理論，并基于其推導(dǎo)理論，利用Matlab GUI設(shè)計(jì)出一個(gè)快速求解滾動(dòng)軸承最佳原始徑向游隙程序。
　　(2)應(yīng)用ANSYS軟件，基于滾動(dòng)軸承的幾何學(xué)關(guān)系建立滾動(dòng)軸承的三維有限元模型，結(jié)合課題背景的工況參數(shù)施加載荷和轉(zhuǎn)速，在ANSYS/LS-DYNA中實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)軸承的動(dòng)力學(xué)仿真，運(yùn)用LS-PrePost后處理軟件分析并驗(yàn)證仿真結(jié)果的正確性。
　　(3)基于ANSYS/LS-DYNA，研究軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)、幾何參數(shù)和工

5、況參數(shù)對滾動(dòng)軸承動(dòng)力學(xué)特性的影響規(guī)律。尋找節(jié)點(diǎn)在位移、速度、加速度、應(yīng)力、接觸力以及載荷分布的變化規(guī)律，分析各個(gè)參數(shù)對滾動(dòng)軸承的影響規(guī)律，從而為軸承的設(shè)計(jì)以及選擇提供了一種可靠的理論依據(jù)。
　　(4)從研究單個(gè)軸承到研究含多軸承的傳動(dòng)系統(tǒng)，基于ANSYS/LS-DYNA研究多軸承系統(tǒng)的多體接觸動(dòng)力學(xué)。施加轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩，進(jìn)一步研究軸承的動(dòng)力學(xué)特性。
　　(5)在ANSYS中建立含點(diǎn)蝕故障的滾動(dòng)軸承有限元模型，研究滾動(dòng)軸承的故障振