数值计算赫兹接触问题的新方法

提出了一种基于软件Matlab在分析赫兹接触问题时求解超越方程的新方法 ,给出了求解滚动轴承接触方程的实例。该方法具有编程简单、使用方便、计算精度高等特点 。

基于ANSYS的球轴承赫兹接触问题有限元分析

以推力球轴承的赫兹接触问题为例,介绍ANSYS软件的接触分析功能和建模的方法,基于ANSYS软件面-面接触方式中的柔-柔接触类型计算出接触区域的最大接触应力和变形,并对比了赫兹理论解,指出网格局部细化是影响计算精度的主要原因。研究表明,提出的这种方法是正确的,为分析赫兹接触问题探索出一种新途径。

双排四点接触球转盘轴承载荷分布的研究

变桨轴承和偏航轴承是风力发电机组关键部件之一,通常采用单排或双排四点接触球转盘轴承,运用赫兹弹性接触理论,建立了双排四点接触球转盘轴承力学模型,推导了基于联合载荷(轴向载荷、径向载荷和倾覆力矩)作用下的轴承载荷分布计算公式,并运用数值迭代方法进行求解,最后以某兆瓦级风力发电机双排四点接触球变桨轴承为例,应用该模型进行了转盘载荷分布的数值计算和分析,初步说明该模型的合理性,为风电机组转盘轴承设计和选型提供了可靠地理论依据。

轴、孔接触面荷载分布研究

提出基于有限元法分析接触问题的方法,求解轴、孔半径相近且考虑接触宽度时接触面荷载分布,解决了赫兹弹性接触理论以及工程上常用的关于轴、孔接触面荷载分布方法的局限性.首先利用ANSYS建立轴、孔配合简化模型,采用有限元接触分析方法求解出接触面上荷载的分布形式;然后利用MATLAB拟合工具箱,使用三角函数、高斯函数拟合出荷载的空间分布方程;最后应用于确定大功率风力发电机增速器中大行星架、大行星轮轴接触面之间的荷载分布,验证了方法的优越性.

一种计及滑块裙部变形的滚珠直线导轨副垂直刚度模型

基于赫兹弹性接触理论和弹性梁理论,建立了一种考虑滑块裙部变形的滚珠直线导轨副垂直刚度模型。通过与文献中滚动直线导轨副垂直刚度试验值进行比较,验证了该模型的有效性。利用有限元技术对由理论模型计算得到的滑块裙部变形量进行验证,二者最大误差不超过3.5%。该模型可以有效描述滑块裙部的变形状态,能够更准确地计算滚珠直线导轨副垂直刚度。

滚动直线导轨副倾斜静刚度研究

根据数控机床的重要功能部件——滚动直线导轨副的结构特点和承载特性,基于弹性力学及赫兹弹性接触理论,推导滚动直线导轨副在倾斜力矩作用下的静刚度模型。分别使用理论模型计算和试验测定某商用滚动直线导轨副的倾斜静刚度,结果表明:理论计算与试验测定的倾斜静刚度曲线非常吻合,验证了该理论计算模型的正确性。

基于虚拟样机技术的三辊斜轧机变速器动力学仿真

渐开线齿轮在啮合传动过程中含有明显的动载荷,在齿轮精度不变时,随着转速的增大,动载荷波动幅度增大,变速器冲击振动增加;因此,不能单靠增加轧制速度来提高轧制生产率。仿真结果与理论计算比较结果表明,二者数据比较吻合,证实了虚拟样机模型构建合理,仿真正确。

三辊轧机变速器参数化建模及动力学仿真

为研究轧制速度对变速器的影响,结合Pro/E与ADAMS构建了三辊轧机变速器虚拟样机参数化模型。基于赫兹(Hertz)弹性接触理论对其进行仿真计算,得到了动态啮合过程中输入、输出轴转速及三种不同转速下的啮合力。研究表明:渐开线齿轮在啮合传动过程中含有明显的动载荷,在齿轮精度不变时,随着转速的增大,动载荷波动幅度增大,变速器冲击振动增加;单靠增加轧制速度来提高轧制生产率是不可行的。将仿真结果与理论计算值进行比较,数据比较吻合,证实了虚拟样机模型构建合理,仿真具有可信度。