3种滚子接触的有限元分析.pdfVIP

第 3 0 卷 , 第3 期 　　　　 　　　　　中 国 铁 道 科 学 Vol30 No3 　 2 0 0 9 年 5 月 　　　　　　　　 　C H IN A RA IL WA Y SCIEN CE May , 2009 　 文章编号 : 100 14632 (2009) 030 10906 3 种滚子接触的有限元分析 李伟建 , 潘存云 , 王荣吉 ( 国防科学技术大学 机电工程与自动化学院 , 湖南 长沙 　4 10073) 　　摘 　要 : 从外载荷与滚子接触变形的关系入手 , 分析比较实心滚子 、空心滚子和组合式新型空心滚子的负 荷分布 、刚度和承载能力 。采用有限元方法求解滚子接触变形的相关参数 , 并用经典的赫兹接触理论进行校核 。 研究结果表明: 空心滚子的接触变形随着空心度的增加而非线性地增加 , 空心度越大 , 空心滚子的刚度越小 , 其承载能力也越差 ; 组合式新型空心滚子的接触变形随着内环材料刚性的增加而减小 , 组合式新型空心滚子的 接触变形大于同样空心度空心滚子的接触变形 ; 在实心 、空心和组合式新型空心滚子中 , 以实心滚子的刚度为 最大 。 　　关键词 : 空心滚子 ; 接触分析 ; 赫兹接触 ; 有限元方法 ; 滚子轴承 　　中图分类号 : U26033 12 ; O3433 : O2422 1 　　文献标识码 : A 　　在滚子轴承的分析中 , 滚子与内外圈间的接触 分析始终是热门问题 。刘宁等将轴承的三维空间接 1 　实心滚子接触分析 触问题转换为平面应变问题进行分析 , 得到轴承整 周的等效应力分布情况[ 1 ] , 冯宪章等利用有限元方 1 1 　弹性线接触问题的相关理论 法建立了轴承座受力的二维有限元分析模型 , 具体 2 个平行轴线的柱体接触时 , 根据平面接触问 分析了接触包角和摩擦因数对法向接触反力的影响 题的解 , 最大接触压力 p max 、接触半宽度 b 和接触 [2 ] 规律 , 刘金朝等提出了新的求解考虑摩擦接触问 δ [ 11 ] 变形 分别由下式确定 题的数值算法 , 并编制了相应的非连续有限元程序 Q 1 来求解圆柱滚子轴承的接触情况[3 ] 。在空心滚子的 　　p max = 2 2 ρ ( 1) π ν ν ∑ l 1 - 1 1 - 2 + 接触分析方面 , 魏延刚侧重于空心度对接触应力 、 E1 E2