有限元法结合TRIZ理论对某重型车桥轮毂轴承走外圈原因分析及实地验证

针对国内车桥行业某重型卡车桥驱动桥在未出三保期大批量出现轮毂轴承走外圈问题,利用TRIZ创新思想结合理论设计计算及AnsysWorkbench有限元分析,对5种工况中轮毂故障概率较大的两种工况冲击、紧急制动进行分析,并对轮毂进行应力分析,揭示了轮毂轴承走外圈的过程,提出多种可行性方案小批量试制并进行为期半年多的实地验证,最终得出最优方案,解决全国性重卡轮毂走外圈难题。     

倾斜与偏移时轴承动态接触特性分析

以发动机配气机构中凸轮与轴承为研究对象,研究轴颈不同倾斜或偏移角度下滚动轴承与凸轮动态接触问题,分别建立不同倾斜和偏移角下的接触模型。将建模过程通过ANSYS参数化设计语言(APDL)来实现,用显示动力学求解器(LS-DYNA solver)运算对应的K文件,最后在有限元前后处理软件(LS-PrePost)中表征各物理量在整个时域上的变化过程。结果表明:轴颈倾斜角分别为0.1°和0.28°时,轴承外圈上的最大等效应力以及轴上的应力和振动情况并没有特别大的变化;轴颈相对凸轮偏移1°和2°时,轴承会抱死,轴承和轴上等效应力随着偏移角度的增加而增加;摇臂轴承上轴承轴颈有小角度倾斜不会引起接触应力大幅度增大;轴颈偏移一定角度会使轴承接触应力增加;当轴颈存在偏移的时候,一定范围的倾斜角可以防止抱死。     

沟曲率半径系数对风电轴承承载能力的影响

采用有限元分析方法,建立了风电偏航轴承的三维有限元仿真模型;应用典型的联合载荷和边界条件,对各种不同沟曲率半径系数的轴承模型进行静力学接触分析,得出了轴承承载过程中的接触应力、应变的相互关系.结果表明,内圈沟曲率半径系数为0.52,外圈沟曲率半径系数为0.53时的轴承承载能力最高;同时发现,轴承加载后的原始接触角增大,内圈和外圈在圆周方向上的最大等效应力与公称接触点不重合,而且载荷不同,接触点位置也不相同.研究结果为风电轴承设计提供了参考依据.     

高铁圆锥滚子轴承滚子与滚道间的接触分析

基于Hertz接触理论与滚子切片理论,对高铁圆锥滚子轴承中不同凸形的滚子与滚道间的接触问题进行了数值分析.建立了滚子-滚道接触应力与接触载荷计算模型,对CRH3型高铁用轴承进行实例分析,求解其在滚子母线方向上的应力与载荷分布,并计算对数曲线型滚子在满载情况下的最佳凸度量.结果表明:滚子的应力集中程度与所受载荷大小相关;滚子的对数曲线型只能减小并不能消除滚子的应力集中现象;滚子的最佳凸度量略小于理论凸度值.     

基于显式动力学的发动机转子中介轴承的仿真分析

为研究复杂工况下中介轴承的动力学特性，针对外圈支承于低压转子轴颈，内圈支承于高压转子轴颈支承形式的中介轴承的工作特点，应用LS-DYNA建立了中介圆柱滚子轴承动力学模型，开展动力学仿真。该模型以显式算法为基础，在充分考虑中介轴承转速、旋转方向、负载、接触及摩擦的条件下，基于动力学仿真模型，分析了中介轴承应力水平随内外圈旋转方向、内外圈转速及径向外载荷变化的规律。分析结果表明：在内外圈反向旋转以及外圈转速增加的情况下中介轴承的振动更为平稳，而在径向外载荷增大的情况下，中介轴承的振动更加剧烈。仿真结果验证了模型的正确性，为中介轴承故障诊断提供了有益参考。     

圆锥滚子凸度量设计的随机有限元方法

考虑轴承实际载荷的随机性,将轴承实际载荷视为一个随机变量,利用随机有限元法对圆锥滚子不同凸度量对应的法向接触应力分别进行计算.通过对比分析,确定最小法向接触应力所对应的凸度量为最优凸度量,形成一种圆锥滚子凸度量设计方法.以31313轴承为实例,利用该方法对该圆锥滚子凸度量进行设计.结果表明:与传统设计方法相比,设计得到的凸度量在减小法向接触应力方面要优于传统的轴承凸度量设计方法.     

重型汽车驱动桥轮毂轴承配合失效分析

采用有限元分析方法,分析了大径向载荷作用下某重型汽车驱动桥轮毂轴承过盈配合处的接触应力分布。结果表明:最大应力容易出现在内侧轮毂小轴承的下侧,且在最大载荷工况下,最大应力超过了轮毂支承材料的屈服极限,内侧轮毂小轴承与轮毂支承间易于发生打滑现象,从而造成轮毂轴承配合失效。为解决重型汽车轮毂轴承配合失效问题,轮毂支承需要采用屈服极限较高的材料。     

基于滚刀系统耦合动力学的轴承修形设计

为了防止滚刀轴承接触应力分布出现"边缘效应"现象,在滚子修形过程中确定合适的修形参数尤为重要.以突变冲击的滚刀动态载荷为基础,通过对滚刀系统的弯-轴-摆耦合动力学模型进行求解得到了滚刀轴承的载荷谱.然后基于滚刀轴承的滚子最大载荷,使用Ansys软件对滚刀轴承滚子进行修形设计以获取最佳的修形参数.分析结果表明,边滚刀轴承滚子最大载荷较中心滚刀和正滚刀增大了87%和20%.采用修形凸度量为0.029 mm和接触比为0.6的最佳修形参数修形的滚子消除了滚子滚道接触边缘的应力集中,改善滚子的接触应力分布,平均接触应力下降了17.26%,提高了滚刀轴承的寿命.     

PLC在轴承检测系统中的应用

简述了轴承内外圈检测、分选系统的工作原理,建立了轴承内外圈检测、分选的可编程(PLC)控制,通过轴承检测系统中的PLC控制,减轻了工人劳动强度,提高了轴承检测精度和分选效率,提升了轴承检测的自动化程度.     

深沟球轴承内、外沟曲率系数对接触应力和变形的影响

讨论轴承接触问题的性质,分析深沟球轴承的接触应力与变形的计算方法.利用ANSYS参数化语言APDL建立深沟球轴承的三维有限元模型.通过接触边界条件的处理,得到深沟球轴承内、外沟曲率系数对接触应力和变形的影响.结果表明:轴承的径向变形随内、外沟曲率系数的增大而增大,当内、外沟曲率系数fi≤0.51,fe≤0.515时,内、外圈接触应力呈减小趋势;当fi0.51,fe0.515时,内、外圈接触应力呈增大趋势.为合理选择内、外沟曲率系数提供科学依据.     

PLC在轴承检测系统中的应用

简述了轴承内外圈检测、分选系统的工作原理,建立了轴承内外圈检测、分选的可编程(PLC)控制,通过轴承检测系统中的PLC控制,减轻了工人劳动强度,提高了轴承检测精度和分选效率,提升了轴承检测的自动化程度。     

滚动轴承外圈局部缺陷的有限元动力学分析

以滚动轴承为研究对象,应用ABAQUS/Explicit建立外圈表面线剥落缺陷轴承和无缺陷轴承的有限元动力学分析模型.考虑载荷、转速、接触及摩擦等影响因素,研究了轴承外圈表面存在线剥落缺陷和无缺陷时的动力学响应;分析了滚动体与外圈间的接触力变化、滚动体进入和退出缺陷时的等效应力情况,根据滚道与滚动体间接触力的变化情况描述了滚动体滚过缺陷的多事件情景.结果表明:对于外圈表面存在局部缺陷的轴承和无缺陷轴承,滚动体与外圈的接触力幅值相等;缺陷轴承在缺陷进入点和退出点处,等效应力大小相等,约为无缺陷轴承等效应力值的两倍.通过分析径向载荷和转速共同作用下内圈耦合点在竖直方向上位移的变化趋势,验证了仿真模型的有效性.     

随机载荷下基于Kriging模型的圆锥滚子凸度量优化

为了减小圆锥滚子母线与滚道的接触应力,以31313圆锥滚子轴承为对象,在考虑圆锥滚子轴承载荷随机性的基础上,以圆锥滚子母线与滚道的接触应力最大值为响应值,以凸度量为设计变量,构建滚子与滚道的接触应力最大值的Kriging模型.在此基础上,以构建的Kriging模型为目标函数,建立圆锥滚子凸度量优化模型.应用多岛遗传算法对凸度量进行寻优计算,得到优化的凸度量.结果表明:与传统的优化方法相比,优化得到的凸度量能显著降低圆锥滚子母线与滚道的最大接触应力值.     

棒材轧机减速器滚动轴承的失效原因分析及对策

该文针对某钢铁公司棒材生产线中轧机减速器的轴承失效问题,从应力数据和工作环境进行分析,得出其失效的原因.重点从轴承的选型、游隙的调整、润滑、减速器伞箱的轴承压盖改进、运行与监测等方面,提出预防轧机减速器中滚动轴承过早失效的改进措施,进而消除了减速器滚动轴承失效的隐患.改造后的生产运行结果表明,改进后的轴承使用寿命明显增...     

轴承外圈几何参数的自动检测与分选系统

针对目前轴承厂家对轴承外圈的检验仍采用人工检验 ,劳动强度大 ,效率低 ,容易引入人为误差 ,影响产品出厂质量的问题 ,研制了一种用于轴承外圈几何参数的自动检测与分选系统 .该系统采用了差动电感式传感器对轴承外圈几何参数进行测量 ,利用可编程控制器进行分选的测控 ,减小测量误差 .     

基于Ansoft的磁处理线圈的电磁场分析

为了解中频脉冲磁场去应力样机中磁处理线圈磁场的分布情况,应用Ansoft对样机中线圈产生的电磁场进行分析,分析了线圈内部无工件状况下电磁场的分布,及线圈内部不同位置存放轴承外圈工件后电磁场的分布,其分析结果与实际测量结果吻合较好。对于中频脉冲磁场去应力样机中线圈的优化设计具有较好的指导价值。     

柔性轴承动载荷下的接触应力计算

在考虑到柔性轴承工作特点、滚动体离心力作用以及ＥＨＬ油膜影响的前提下．提出了一种分析计算柔性轴承载荷分布和接触应力的方法、对于按照动负荷能力来计算柔性轴承的许用载荷具有一定意义．     

过盈配合量和预紧力对高速角接触球轴承刚度的影响

以滚动轴承拟静力学分析和滚道控制理论为基础,给出了计及轴承安装时的过盈配合量、预紧力等因素的影响,以及计算高速角接触球轴承中钢球与内、外圈的接触刚度和轴承整体的径向刚度、轴向刚度和角刚度的完整方法和相应的程序.对B7004轴承的分析表明:配合过盈量增加,钢球与内、外圈的接触刚度以及轴承的径向刚度增大,而轴承的轴向刚度和角刚度减小;预紧力增加,钢球接触刚度、轴承刚度随之增加;预紧力较小,特别当旋转速度较高时,应仔细选择合适的预紧力,否则轴承刚度会出现不稳定的波动.     

典型油槽向心关节轴承的接触特性分析

文章利用有限元方法(finite element method,简称FEM)分别建立了无油槽、单环形油槽、"8"字形油槽(交叉油槽)向心关节轴承的三维有限元模型,并分析了它们在相同载荷条件和边界条件下的应力和应变情况,得出了各轴承内、外圈分别沿轴向的应力应变分布图以及内外圈之间的接触压力分布云图,据此研究不同油槽对关节轴承接触特性的影响。结果表明,油槽对于轴承的应力应变及接触压力分布均有较为明显的影响,故轴承设计时应充分考虑该因素。     

大型水轮机推力轴承支架结构优化设计

本文通过对大型水轮机推力轴承支架结构特点的分析,提出了大型水轮机推力轴承支架结构优化设计的数学模型.这是一个有尺寸、应力及位移约束的结构优化问题.本文采用复合形法迭代求解,采用自编的推力轴承支架的结构分析和优化设计的程序系统进行计算,得出最优解.