试验研究
现代制造工程(Modem Manufacturing Engineering）
2015年第5期
运用ABAOUS的滚滑轴承动态特性有限元分析
卢黎明，秦豫江
（华东交通大学机电工程学院，南昌330013）
摘要：运用有限元软件ABAQUS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动态性能仿真。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，为螺旋弹性滚子用于滚滑轴承提供了理论依据。
关键词：滚滑轴承；螺旋弹性滚子；动态特性
中图分类号：TH132文献标志码：A文章编号：1671—3133（2015)05—0007—05
DynamiccharacteristicFEM of rolling-sliding compound
bearingbasedonABAOUS
LuLiming,QinYujiang
(College of Mechanical and Electrical Engineering ,East China Jiaotong University ,Nanchang 330013, China) Abstract : The dynamic characteristic of the spiral elastic cylindrical roller ,the hollow cylindrical roller and the cylindrical roller is analyzed without lubrication by the ABAQUS . With FEM simulating animation , contact stress moire fringe patterns and stress -time respond database ,the velocity and parietal areas of outer -ring raceway force situation and contact stress are analyzed . It is ob-tained that the rolling -sliding compound bearings with spiral elastie cylindrical roller ,have better performance on movement coor -dination and contact vibration . It provides evidences for the rolling -sliding compound bearings with spiral elastic cylindrical roller . Key words : rolling-sliding compound bearing ;spiral elastic cylindrical roller ;dynamic characteristid
0引言
滚动轴承具有摩阻小、承载均匀、适应转速范围宽和各次维检间隔较长等优点。随着整体制造业水平的提高，在诸多工业领域中滚动轴承逐渐显现出滑动轴承无法比拟的优势，特别是铁路货车轴承应用领域，滚动轴承早已取代滑动轴承。
过去受技术条件限制，滚动轴承的研究多集中在静力学或拟动力学方面，只能满足滚动轴承低转速的需要2。然而现有设备的转速越来越高，滚动轴承需要适应宽转速范围内的高速工况，上述分析方式已不再适用。近几十年来，计算机仿真技术日趋成熟，为滚动轴承动力学特性分析提供广高效、低成本的丰段。值得一提的是Gupta‘"经过多年潜心研制的滚动轴承动力学分析（ADORE）程序，在研究滚动轴承动力学性能方面成果显著。由于该程序在设计中细致地
考虑了滚动轴承运行中的各种接触碰撞以及弹流润滑的影响，通过此程序仿真的轴承动态性能与实验结果一致性较高。人们借助有限元方法开发出的各种仿真软件，如：ANSYS、ABAQOUS和ADINA等也早已在科研和设计制造中发挥了不可替代的作用。余光伟等人4和徐弘毅等人3运用此类软件对轴承进行研究，由于研究中考虑了更多的实际因素，因此仿真结果在指导研发和制造过程方面取得了较好的效果。
滚动轴承的研制经过几代人的努力，在旋转精度和寿命等方面都有较大的提升，但它仍是易损零件，许多旋转机械的状态与滚动轴承的完好程度有较大关系。轴承零件之间过多的接触碰撞和磨损是导致其故障的根本原因，这可能是滚动轴承的设计局限所致。本文通过结构创新设计出一种新型轴承一滚滑轴承，当其长期稳定运行时能形成动压油膜承载，而在启动时却能像滚动轴承般容易。本文着重对滚
*国家自然科学基金资助项目（51065009）：江西省自然科学基金资助项目（2010GZC0032）；浙江省公益性技术应用研究资助项目(2013C31080)
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