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基于分区域虚拟材料方法的轴承结合部精确建模方法研究

陈勇将 汤文成 郭魂 华洪良

陈勇将, 汤文成, 郭魂, 华洪良. 基于分区域虚拟材料方法的轴承结合部精确建模方法研究[J]. 制造技术与机床, 2022, (6): 100-107. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.06.016
引用本文: 陈勇将, 汤文成, 郭魂, 华洪良. 基于分区域虚拟材料方法的轴承结合部精确建模方法研究[J]. 制造技术与机床, 2022, (6): 100-107. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.06.016
CHEN Yongjiang, TANG Wencheng, GUO Hun, HUA Hongliang. Research on accurate modeling method of bearing joint based on sub region virtual material method[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (6): 100-107. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.06.016
Citation: CHEN Yongjiang, TANG Wencheng, GUO Hun, HUA Hongliang. Research on accurate modeling method of bearing joint based on sub region virtual material method[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (6): 100-107. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.06.016

基于分区域虚拟材料方法的轴承结合部精确建模方法研究

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.06.016
基金项目: 中国博士后科学基金面上项目资助(2019M651965)
详细信息
    作者简介:

    陈勇将,男,1982年生,博士,副教授,江苏省“双创人才”企业博士后,研究方向为滚动功能部件动力学分析与性能测试,已发表论文15篇。E-mail:545541301@qq.com

    通讯作者:

    陈勇将,男,1982年生,博士,副教授,江苏省“双创人才”企业博士后,研究方向为滚动功能部件动力学分析与性能测试,已发表论文15篇。E-mail:545541301@qq.com

  • 中图分类号: TH113.1

Research on accurate modeling method of bearing joint based on sub region virtual material method

  • 摘要: 针对滚动接触可动结合部虚拟材料模型未考虑滚动体与滚道接触应力分布不均的问题,提出了一种分区域虚拟材料结合部建模方法。以滚珠轴承为例,首先建立了可用于分析不同滚珠相位角处接触应力分布情况的滚珠轴承理论模型。然后,基于此模型获得的滚珠与滚道接触应力分布特性,采用分区域虚拟材料结合部模型等效表征非均匀接触特性,最终建立了考虑非均匀接触的滚珠轴承结合部虚拟材料模型。搭建了含不同尺寸滚珠轴承的主轴箱实验平台,通过试验验证此建模方法的有效性。结果表明:分区域虚拟材料结合部建模方法是一种表征滚珠与滚道接触应力分布不均的有效方法。

     

  • 图  1  滚珠轴承绝对坐标系与局部坐标系

    图  2  含分区域虚拟材料层滚珠轴承示意模型

    图  3  含虚拟材料结合部的滚珠轴承动力学模型建立流程

    图  4  滚珠轴承模态测试平台

    图  5  实验固有频率与仿真固有频率对比

    图  6  接触角随滚珠相位角分布规律

    图  9  接触应力随滚珠相位角分布规律

    图  7  接触载荷随滚珠相位角分布规律

    图  8  接触区域长短轴随滚珠相位角分布规律

    图  10  弹性模量对系统固有频率的影响

    图  11  泊松比对系统固有频率的影响

    表  1  滚珠轴承主要结构参数及虚拟材料层密度值

    7012C型角接触轴承参数数值7014C型角接触轴承参数数值
    内径/mm60内径/mm70
    外径/mm95外径/mm110
    宽度/mm18宽度/mm20
    滚珠数量18滚珠数量19
    滚珠直径/mm12.7滚珠直径/mm13
    虚拟材料层密度/(kg/m3)6 321虚拟材料层密度/(kg/m3)5 955.6
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    表  2  试验振型与仿真振型对比

    第一阶第二阶第三阶
    第四阶第五阶第六阶
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2021-09-23
  • 录用日期:  2022-04-12

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