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高速陶瓷球轴承有限元分析与优化设计

路春雨

  陶瓷轴承的研究在我国起步较晚,到目前为止,我国陶瓷轴承在寿命、极限转速、振动和温升等性能方面与发达国家相比还有一定的差距,故本课题关于B7005C混合陶瓷角接触球轴承的接触、振动、温度和优化四个方面的研究对陶瓷轴承使用寿命和极限转速等性能的提高具有重要意义。 本文首先利用赫兹理论计算了轴承B7005C的接触应力,然后借助有限元分析软件ANSYS对其进行接触、振动和温度场三个方面的分析。在接触分析中,首先进行球与平板的有限元接触分析,然后将其接触应力解与赫兹接触应力解进行比较,结果表明通过ANSYS能够比较精确地解决接触问题。最后对B7005C在三种不同作用力下的接触应力分别进行了有限元分析计算,并利用赫兹接触应力对其进行验证。在振动和温度场分析中,建立了合理的有限元模型,获得了固有频率、振型图和温度场分布,在优化设计中,利用ANSYS以内外沟曲率半径系数为设计变量,以最大接触应力为目标函数进行了优化设计。 通过对B7005C三个方面的分析和优化设计,分别获得了其在实际工况下的应力及其分布规律、变形、固有频率、振型、温度状况以及合理的内外沟曲率半径系数,这些研究成果为陶瓷轴承寿命的提高、振动的减小、温度的降低和陶瓷轴承的设计奠定了坚实的基础。……   
[关键词]:陶瓷球轴承;有限元;接触;振动;温度场
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:河南科技大学2009年
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