ISSN1000 3762 CN41 1148/TH
轴承2016年8期 Bearing 2016, No. 8
基于显式动力学的推力滚针轴承振动分析与
试验研究
余光伟，王嘉鑫，陈晓阳，卢俊，黄迪山（上海大学机电工程与自动化学院，上海200072）
摘要：基于轴承运转时滚针与滚道接触处产生的能量损失最小的假设，推导出推力滚针轴承各零件速度的计算方法。为研究轴承的振动特性，在ANSYS/LS-DYNA中建立三维模型，采用显式动力学有限元法进行仿真分析，得到的轴承各零件的速度与理论值误差很小，同时分析转速、轴向载荷对轴承振动加速度的影响，并进行了试验验证。
关键词：推力滚针轴承；显式动力学；有限元法；振动
中图分类号：TH133.33；0321
文献标志码：B
文章编号:1000 3762(2016)08000405
8-+
Vibration Analysis and Test Research of Needle Roller Thrust Bearings
BasedonExplicitDynamics
Yu Guangwei,Wang Jiaxin,Chen Xiaoyang，,Lu Jun,Huang Dishan
( School of Mechatronie Engineering and Automation, Shanghai University , Shanghai 200072, China)
Abstract : The calculation method for speed of parts of needle roller thrust bearings is derived based on minimum ener-gy loss generated in needle roller raceway contact during rotating of bearings. In order to research the vibration char-acteristics of bearings, the 3D model is built in ANSYS/LS DYNA. The simulation analysis is carried out by using ex-plicit dynamics finite element method, and the speed of parts of bearings is obtained. The validity of finite element method is verified when compared with theoretical calculation, The influence of rotating speed and axial load on vibration acceleration of bearings is analyzed through finite element method, and the experimental verifications are carried out. Key words: needle roller thrust bearing: explicit dynamics; finite element method; vibration
推力滚针轴承因安装所需轴向空间小等优点，广泛应用于机械电子仪器、电动工具、汽车变速器等机械设备中[]。随着对机械动力性能和噪声要求的提高，推力滚针轴承的振动性能显得非常重要，故有必要进行专门分析。
基于轴承运转时滚针与滚道接触处产生的能
量损失最小的假设，推导出推力落针轴承各零件速度的计算方法。以AXK2542推力滚针轴承为
收稿日期：2015-12-29；修回日期：2016-0329 基金项目：上海市科委项目（14111103700）
作者简介：王嘉鑫（1990一），男，硕士研究生，主要研究方向为滚动轴承振动测试与仿真：余光伟（1967一），男，副教投，主要研究方向为机械传动与测控，E-mail： yuguangweiemail@ 126. com
例，在ANSYS/LS-DYNA中建立模型，并采用显式动力学有限元法对其进行仿真分析，得到了轴承各零件的速度，与理论计算结果相比误差较小。通过该有限元法分析了转速、轴向载荷对推力滚针轴承振动加速度的影响，并进行了试验验证。说明采用ANSYS/LS-DYNA软件建立的有限元模型可用于对推力滚针轴承的振动分析。
显式动力学
ANSYS/LS-DYNA是一个以显式动力学为主，隐式动力学为辅的有限元求解器。显式动力学采用中心差分方法，既不需要求解切线刚度，也不需要进行平衡迭代，可节省大量计算资源和时间。系统的求解方程为