剖分式滚滑轴承的热—结构耦合分析
发布时间：2024-03-08 18:16
剖分式滚滑轴承是将整体式滚滑轴承的内圈和外圈剖开后通过螺栓连接而形成的一种新型轴承。剖分式滚滑轴承可以使轴承的更换变得更加便捷,尤其是在更换轴承非常困难的部位,因此剖分式滚滑轴承有一定的现实需求。轴承在运行时内部摩擦、滚压和碰撞等都会伴随热量的产生,当热量聚集到一定程度时会导致轴承温度过高而使轴承失效。为了了解剖分式滚滑轴承稳态工况时的温度场及热载荷对轴承应力和变形的影响,本文以剖分式滚滑轴承为研究对象展开稳态热分析,研究工作主要包括如下四部分:1)运用ABAQUS有限元仿真软件对剖分式滚滑轴承进行了静力学仿真分析。通过仿真得到了剖分式滚滑轴承在一定静载荷下的接触应力和接触变形的大小,为本文后续进行剖分式滚滑轴承热-结构耦合分析奠定了基础。2)借助Palmgren轴承发热量计算公式建立了剖分式滚滑轴承的发热量计算模型,借此模型通过热网络法建立了剖分式滚滑轴承的热网络方程,通过此方程求得了一定载荷和转速条件下剖分式滚滑轴承稳态温度场,以及载荷和转速对轴承温度的影响。结果显示:剖分式滚滑轴承温度从高到低依次为:外圈滚道、外圈、滑块、滚子、内圈滚道和内圈;剖分式滚滑轴承温度随载荷呈线性增加;...
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
主要符号说明
第一章 绪论
1.1 课题研究的来源
1.2 课题研究的目的和意义
1.3 轴承的国内外研究现状
1.3.1 轴承的摩擦热计算研究
1.3.2 轴承的传热方式研究
1.3.3 轴承热分析方法的研究
1.3.4 滚滑轴承的研究
1.4 课题研究的主要内容
第二章 轴承的接触理论与静力学分析
2.1 轴承接触问题的基本理论
2.1.1 赫兹弹性接触理论的基本假设
2.1.2 线接触的计算公式
2.1.3 接触变形计算
2.1.4 接触刚度计算
2.2 有限元分析工具ABAQUS的简介
2.2.1 ABAQUS软件的简介
2.2.2 ABAQUS的有限元分析步骤
2.3 剖分式滚滑轴承静力学分析
2.3.1 几何模型的建立
2.3.2 材料属性的定义
2.3.3 接触的设置
2.3.4 网格的划分
2.3.5 分析步、边界条件和载荷的添加
2.4 静力学求解及结果的分析
2.4.1 剖分式滚滑轴承整体静力学分析
2.4.2 剖分式滚滑轴承内圈及外圈静力学分析
2.4.3 剖分式滚滑轴承滚子及滑块静力学分析
2.4.4 剖分式滚滑轴承紧固套圈及螺栓静力学分析
2.5 本章小结
第三章 基于热网络法的剖分式滚滑轴承稳态热分析
3.1 轴承发热量研究
3.1.1 近似的发热量计算模型
3.1.2 Pamgren发热量计算模型
3.1.3 Astridge发热量计算模型
3.1.4 SKF发热量计算模型
3.1.5 剖分式滚滑轴承发热量计算模型
3.2 轴承对流换热系数研究
3.2.1 对流换热系数的描述
3.2.2 对流换热系数的计算模型
3.3 热阻的计算分析研究
3.3.1 导热热阻的计算模型
3.3.2 对流热阻的计算模型
3.3.3 剖分式滚滑轴承系统的热阻计算
3.4 剖分式滚滑轴承热网络图及热平衡方程的建立与求解
3.4.1 热网络图的建立
3.4.2 热网络方程的建立
3.4.3 稳态热平衡方程组的求解
3.5 剖分式滚滑轴承稳态温度特性分析
3.5.1 轴承转速对温度特性的影响
3.5.2 轴承载荷对温度特性的影响
3.6 本章小节
第四章 基于有限元法的剖分式滚滑轴承稳态热分析
4.1 结构热分析概论
4.1.1 传热方式
4.1.2 热分析有限元法基本原理
4.1.3 热分析中的载荷和边界条件
4.2 有限元模型的建立
4.2.1 接触对的建立
4.2.2 网格划分
4.2.3 热载荷及边界条件的添加
4.3 结果分析
4.4 热网格法和有限元法的结果对比
4.5 本章小结
第五章 剖分式滚滑轴承的热—结构耦合分析
5.1 热—结构耦合基本理论
5.1.1 热应力问题中的物理方程
5.1.2 虚功原理
5.1.3 有限元分列式
5.1.4 热—结构耦合分类
5.2 边界条件及载荷的添加
5.3 热—结构耦合结构仿真分析
5.3.1 剖分式滚滑轴承整体对比分析
5.3.2 剖分式滚滑轴承外圈对比分析
5.3.3 剖分式滚滑轴承内圈对比分析
5.3.4 剖分式滚滑轴承滚子对比分析
5.3.5 剖分式滚滑轴承滑块对比分析
5.3.6 剖分式滚滑轴承紧固套圈对比分析
5.3.7 剖分式滚滑轴承螺栓对比分析
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 展望
参考文献
个人简历在读期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3922196
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
主要符号说明
第一章 绪论
1.1 课题研究的来源
1.2 课题研究的目的和意义
1.3 轴承的国内外研究现状
1.3.1 轴承的摩擦热计算研究
1.3.2 轴承的传热方式研究
1.3.3 轴承热分析方法的研究
1.3.4 滚滑轴承的研究
1.4 课题研究的主要内容
第二章 轴承的接触理论与静力学分析
2.1 轴承接触问题的基本理论
2.1.1 赫兹弹性接触理论的基本假设
2.1.2 线接触的计算公式
2.1.3 接触变形计算
2.1.4 接触刚度计算
2.2 有限元分析工具ABAQUS的简介
2.2.1 ABAQUS软件的简介
2.2.2 ABAQUS的有限元分析步骤
2.3 剖分式滚滑轴承静力学分析
2.3.1 几何模型的建立
2.3.2 材料属性的定义
2.3.3 接触的设置
2.3.4 网格的划分
2.3.5 分析步、边界条件和载荷的添加
2.4 静力学求解及结果的分析
2.4.1 剖分式滚滑轴承整体静力学分析
2.4.2 剖分式滚滑轴承内圈及外圈静力学分析
2.4.3 剖分式滚滑轴承滚子及滑块静力学分析
2.4.4 剖分式滚滑轴承紧固套圈及螺栓静力学分析
2.5 本章小结
第三章 基于热网络法的剖分式滚滑轴承稳态热分析
3.1 轴承发热量研究
3.1.1 近似的发热量计算模型
3.1.2 Pamgren发热量计算模型
3.1.3 Astridge发热量计算模型
3.1.4 SKF发热量计算模型
3.1.5 剖分式滚滑轴承发热量计算模型
3.2 轴承对流换热系数研究
3.2.1 对流换热系数的描述
3.2.2 对流换热系数的计算模型
3.3 热阻的计算分析研究
3.3.1 导热热阻的计算模型
3.3.2 对流热阻的计算模型
3.3.3 剖分式滚滑轴承系统的热阻计算
3.4 剖分式滚滑轴承热网络图及热平衡方程的建立与求解
3.4.1 热网络图的建立
3.4.2 热网络方程的建立
3.4.3 稳态热平衡方程组的求解
3.5 剖分式滚滑轴承稳态温度特性分析
3.5.1 轴承转速对温度特性的影响
3.5.2 轴承载荷对温度特性的影响
3.6 本章小节
第四章 基于有限元法的剖分式滚滑轴承稳态热分析
4.1 结构热分析概论
4.1.1 传热方式
4.1.2 热分析有限元法基本原理
4.1.3 热分析中的载荷和边界条件
4.2 有限元模型的建立
4.2.1 接触对的建立
4.2.2 网格划分
4.2.3 热载荷及边界条件的添加
4.3 结果分析
4.4 热网格法和有限元法的结果对比
4.5 本章小结
第五章 剖分式滚滑轴承的热—结构耦合分析
5.1 热—结构耦合基本理论
5.1.1 热应力问题中的物理方程
5.1.2 虚功原理
5.1.3 有限元分列式
5.1.4 热—结构耦合分类
5.2 边界条件及载荷的添加
5.3 热—结构耦合结构仿真分析
5.3.1 剖分式滚滑轴承整体对比分析
5.3.2 剖分式滚滑轴承外圈对比分析
5.3.3 剖分式滚滑轴承内圈对比分析
5.3.4 剖分式滚滑轴承滚子对比分析
5.3.5 剖分式滚滑轴承滑块对比分析
5.3.6 剖分式滚滑轴承紧固套圈对比分析
5.3.7 剖分式滚滑轴承螺栓对比分析
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 展望
参考文献
个人简历在读期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3922196
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