基于ABAQUS的滚滑轴承接触振动及温度场分析

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滚滑轴承采用了一种创新性结构设计,结合了滚动轴承和滑动轴承的部分优点,使得它在中低速运行时可以承受重载和冲击载荷。有效提高了轴承的使用寿命,减少轴承检修成本,为轴承的研究开拓了新的领域。本文通过ABAQUS有限元软件对滚滑轴承在无润滑情况下的接触振动以及温度场分布特性进行分析。  首先,对比了圆柱滚子、空心滚子和五种型号螺旋弹性滚子与轴承内圈接触产生的接触应力和Von Mises应力,表明滚滑轴承采用螺旋弹性滚子能获得更好的承载性能,避免“边缘应力”的产生。  其次,结合有限元仿真动画、接触应力云图及相关历程数据,对速度、外圈滚道顶部部分区域受力以及接触应力进行分析。得出装有螺旋弹性滚子的滚滑轴承具有良好运动协调性和接触振动特性的结论。  再次,借助弹簧结构参数以及结构设计创新,提出了一种替代单向螺旋弹性滚子的新型反旋对接弹性滚子。建立了普通圆柱滚子、单向螺旋弹性滚子及反旋对接弹性滚子的有限元分析模型,对比分析了它们的质心轴向位移及反旋对接弹性滚子对接面的应力分布情况。表明这种新型反旋对接弹性滚子能避免单旋向螺旋弹性滚子在运动中的轴向偏移并对该滚子的制造工艺提出建议。  第四,验证了轴承内圈固有频率和振型的有限元模型计算结果与理论公式计算结果一致性较高,对比分析了三种类型的滚滑轴承在相同边界条件和载荷作用下的基频、一阶和二阶径向弯曲振动模态,为有限元方法求解轴承以及其它结构模态特性和优化结构动力学性能奠定基础。  第五,为了分析滚滑轴承运行过程中的温度场分布,分别对装有螺旋弹性滚子、空心滚子和实心滚子的滚滑轴承在无润滑情况下进行温度场分析。结合有限元仿真动画、温度场分布云图及相关历程数据,对轴承温度和单个滚子温度变化规律进行分析。得出装有螺旋弹性滚子的滚滑轴承具有温升较低和温度场分布均匀的结论。
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