滚动轴承接触问题的罚有限元分析

用罚有限元法分析了圆柱滚子轴承的接触非线性问题。应用所编程序计算出了有间隙圆柱滚子轴承的接触区与接触压力分布．所得结果同相应的实验结果较为一致．从而为进行轴承强度计算和优化设计提供了一种可靠的数值方法．     

宽裕润滑参数下滚动轴承润滑特性研究

滚动轴承是精密机床、特种车辆等重大装备的关键支撑零部件,其润滑性能直接决定了轴承的稳定服役性能,进而影响到重大装备的工作性能指标.基于理论仿真及实验研究,开展了油气润滑滚动轴承宽域润滑参数下的运行特性研究.结合多相流动分析技术,研究了高速角接触球轴承内部油气的流动状态,揭示了轴承内部油气流动基本规律.在此基础上,设计了滚动轴承润滑性能试验验证平台,实验分析了不同润滑参数对轴承温度的影响规律,获取了特定转速下温升最小的轴承润滑参数,证实了滚动轴承不同润滑参数对其服役性能的影响程度.研究工作对于滚动轴承宽域润滑状态下的服役性能分析提供基础依据.     

考虑滚动轴承故障处塑性变形的有限元建模与动力学特性分析

针对传统动力学模型难以考虑滚动轴承故障处的塑性变形对轴承动力学特性的影响这一问题,提出了考虑滚动轴承故障处塑性变形的有限元模型并进行了动力学特性分析。首先,采用线弹性材料本构模型,在ANSYS LS-DYNA环境下建立了考虑滚动体和外圈滚道不产生塑性变形的弹/弹模型;其次,考虑滚动体过故障时产生塑性变形,采用塑性随动强化本构模型,建立了滚动体和外圈故障处都产生塑性变形的塑/塑模型;最后,考虑故障处最容易产生塑性变形,采用线弹性材料本构模型和塑性随动强化本构模型相结合,建立了滚动体产生弹性变形而故障处产生塑性变形的弹/塑模型。以上模型在轴承元件接触部位都对网格进行了均匀细化,在减少穿透量的同时提高了模型的计算精度。仿真结果表明,与以往不考虑故障处塑性变形的弹/弹模型相比,考虑故障处塑性变形的塑/塑模型和弹/塑模型的峰峰值、均方根值以及加速度信号幅值约减小了1/2,且与测试所得结果波形及幅值更具有一致性;与弹/塑模型相比,塑/塑模型滚动体与内外圈接触力大小、滚动体应变值无明显变化,得出滚动体几乎不产生塑性变形,因此在建模时可以建立仅考虑故障处产生塑性变形的弹/塑模型。     

涂层材料特性对滚动轴承接触性能的影响

使用半解析法求解涂层材料的接触问题. 对于接触压力的求解采用共轭梯度法;而表面弹性变形以及次表层应力,通过解析法得到影响系数,并采用离散卷积-快速傅里叶变换加速求解. 结果表明,薄涂层对表面压力的改变很小,主要由基体承受载荷,对于滚子轴承而言,涂层不能消除边缘压力集中;最大Von-Mises应力的大小和位置与涂层材料、涂层厚度以及摩擦因数有关;与软涂层相比,硬涂层具有较大的界面剪切应力,涂层剥落、黏着失效更易发生,随着涂层厚度的增加,最大界面剪切应力先增加后减小.      

轴向受载的高速滚动轴承动态特性分析

根据Hertz接触理论和刚性套圈理论,建立了轴向受载时高速滚动轴承的力学模型,得到了组成该模型的动态特性方程组。针对传统Newton-Raphson迭代方法对所建立的动态特性方程组求解过程中对初值敏感、不易收敛和振荡的问题,提出了基于遗传算法的求解方法,并将所得结果与传统Newton-Raphson方法结果进行了对比。结果表明,遗传算法可以有效求解高速滚动轴承的动态特性方程组,避免了传统方法的缺点,提高了编程效率。     

基于显式动力学的滚动轴承接触应力有限元分析

用solid edge软件建立滚动轴承的实体模型,在ANSYS/LS-DYNA中生成有限元模型,实现了对滚动轴承的运动过程进行数值模拟,并着重讨论了滚动体接触应力的变化规律.将计算结果与赫兹解进行比较,说明了本次仿真是可行的.     

内燃机曲轴动态特性有限元分析及试验验证

曲轴作为内燃机设备中的关键零部件,对系统动态特性的影响至关重要．为此,以X6170ZC型柴油机曲轴为对象,利用有限元方法对其动态特性进行深入研究．首先研究系统固有频率、阻尼比和振型等动态特性参数的辨识方法;然后利用Pro／E创建曲轴的三维实体模型,并用有限元软件对该曲轴模型的模态参数进行计算;最后,用模态测试的方法验证了上述方法的有效性．结果表明,该有限元模型在一定频率范围内能够较好地表征物理模型的动态特性．     

脂润滑滚动轴承EHD膜厚的计算简式

本文导出了适用于计算各类滚动轴承脂润滑弹流膜厚的公式。计算中不需要轴承的细部尺寸,计算简便,精度较高。理论计算与实验结果十分接近。文中对若干影响膜厚的因素进行了讨论并给出了计算实例。     

空间桁架结构动态特性的有限元分析

随着航天技术的发展,大型空间桁架结构在航天工程中得到了越来越广泛的应用。针对空间飞行器桁架结构,应用有限元方法对结构动态特性进行了研究,首先建立了桁架结构的有限元模型,进一步对桁架结构施加空间扰动激励,对桁架结构进行了结构动态特性仿真,详细地分析了空间扰动对桁架结构动态特性的影响。最后,分析了不同材料对桁架结构动态特性的影响。仿真分析结果可以准确地预测空间扰动对飞行器桁架结构动态特性的影响,有利于对飞行器结构进行振动控制,提高飞行器星载设备的精度和性能。     

固体颗粒对脂润滑线接触弹流影响的数值分析

建立了含固体颗粒的脂润滑线接触弹流润滑模型,推导了相应的润滑方程,通过数值方法分析了固体颗粒中心位置、尺寸和速度对脂润滑线接触弹流油膜压力和油膜厚度的影响,并与不含固体颗粒的脂润滑线接触弹流油膜压力和油膜厚度进行了比较.数值分析结果表明:固体颗粒对脂润滑线接触弹流的油膜压力和油膜厚度具有一定的影响;球状固体颗粒对油膜压力和油膜厚度的影响较为显著,其中颗粒半径变化对油膜压力和油膜厚度的影响最大;片状固体颗粒对油膜压力和油膜厚度的影响较小.     

弹性流体动力润滑状态下滚动轴承摩擦的分析

基于非牛顿弹性流体动力润滑(弹流润滑)点接触问题的数值求解方法,对深沟球轴承滚动体与滚道椭圆接触的稳态与瞬态润滑问题进行了分析.依据油膜压力与油膜厚度的数值计算结果,讨论了接触表面粗糙度、表面几何形态(粗糙表面峰谷高度)、滑滚比、接触力以及滚动速度等参数的改变对润滑深沟球轴承摩擦系数的影响.结果表明:表面粗糙度的改变对摩擦系数的影响较小;粗糙度一定时,表面几何形态的差别对摩擦系数影响较小;摩擦系数随着滑滚比的提高而增大;接触力与滚动速度的提高导致摩擦系数增大.     

滚动轴承的弹塑性静动力学响应

针对当前滚动轴承的弹塑性力学行为研究相对薄弱等问题,以深沟球轴承为例,建立了研究滚动轴承弹塑性静动力学特性的分析模型.该模型通过引入一个与应力球张量有关的混合硬化屈服准则,建立了各向同性材料的弹塑性增量型本构方程,基于Hertz接触理论确定了作用在内外套圈上荷载之间的关系,由对称性得到了正交曲线坐标系下1/4轴承外圈的平衡方程和相应的定解条件,并综合应用有限差分法和Newmark-β法对问题进行迭代求解.数值结果表明,荷载大小、轴承尺寸和材料的塑性性能均是轴承设计时应考虑的重要因素,传统的弹性模型会过高地估计轴承的刚度,而弹塑性模型能更加精准地描述滚动轴承的力学性能.     

轧机动压油膜轴承润滑油量的计算

为了研究轧机动压油膜轴承润滑油量的各种计算方法的准确性,给钢铁企业轧机油膜轴承润滑系统的设计提供理论参考。给出了油膜轴承润滑油量的相关理论计算方法和经验公式,分析了影响油膜轴承润滑油量的具体因素,并且结合实例对给出的计算方法进行了对比分析。计算结果表明：采用经验计算方法如根据轴承热平衡方程求润滑油量和根据轴承相对间隙及偏心率求润滑油量、数值计算方法以及理论计算方法的计算结果较为接近,能够满足生产要求;而根据生产中常用简化公式的经验计算方法所得结果精度较低。     

基于LS-DYNA深沟球轴承的动力学仿真

基于ANSYS/LS-DYNA建立了深沟球轴承的有限元模型,有效处理了考虑摩擦条件的接触问题,实现了深沟球轴承显式动力学的运动过程仿真。并以6203深沟球轴承为例,进行了动力学仿真与分析。     

基于粘弹性有限元方法的固体导弹发动机寿命预估

为了解决固体导弹发动机提前退役带来浪费和过期服役可能导致发射失败的问题,利用定期解剖常温自然贮存的发动机来测试推进剂的力学性参数,结合三维粘弹性有限元分析方法,对贮存一定时期的导弹发动机在常温和低温下点火发射进行数值仿真,由最大Von Mises应变及推进剂应变强度随贮存时间的变化规律来评估发动机的安全性,确定不同地区贮存的导弹发动机的贮存寿命.     

电刷镀Ni-MOS_2固体润滑镀层的微观结构

具有六方晶体结构的ＭｏＳ２，在各种固体润滑涂层中能否充分发挥其减摩作用，在很大程度上决定于 ＭｏＳ２在涂层中的位向。文中对镀层的微观结构及晶粒取向进行了深入的透射电镜（ＴＥＭ）及Ｘ射线衍射分析，证明镀层中的ＭｏＳ２晶粒，绝大多数都以其（０００１）基面平行于镀层表面．显示了明显的择优取向特点。此外还结合镀层的微观结构分析．对Ｎｉ与ＭｏＳ２两相的共沉积过程进行了讨论。     

冷轧过程中的混合润滑特性

基于Christensen的表面粗糙峰分布假设,以轧制理论、流体力学理论为基础建立了考虑表面粗糙度的冷轧混合润滑模型,并提出了混合润滑摩擦状态约束关系式用来判别摩擦状态.对不同条件下油膜厚度、接触面积比、压应力及摩擦应力分布情况进行了仿真分析.结果表明:随着压下率的增加,油膜变薄、界面接触面积比增加、应力增大;同时,表面粗糙度对界面接触面积比及应力分布有较大影响,粗糙度增加,界面接触面积比增加,压应力及摩擦应力均增加.较高的润滑液黏度或轧制速度可以有效地降低轧制界面摩擦力及轧制力.