剖分式滚滑轴承的热—结构耦合分析

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1、分类号________________________________密级________________________________ＵＤＣ________________________________编号________________________________全日制专业学位硕士论文剖分式滚滑轴承的热—结构耦合分析学位申请人：舒博学科专业：机械工程指导教师：卢黎明教授答辩日期：独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写的研究成果，也不包含为获得华东交通大

2、学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人签名_______________日期____________关于论文使用授权的说明本人完全了解华东交通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定，本论文无保密内容。学生本人签名日期校内导师签名日期校外导师签名日期摘要剖分式滚滑轴承的热—结构耦合分析摘要剖分式滚滑轴承是将整体式滚滑轴承的内圈和外圈剖开后通过螺栓连接而形

3、成的一种新型轴承。剖分式滚滑轴承可以使轴承的更换变得更加便捷，尤其是在更换轴承非常困难的部位，因此剖分式滚滑轴承有一定的现实需求。轴承在运行时内部摩擦、滚压和碰撞等都会伴随热量的产生，当热量聚集到一定程度时会导致轴承温度过高而使轴承失效。为了了解剖分式滚滑轴承稳态工况时的温度场及热载荷对轴承应力和变形的影响，本文以剖分式滚滑轴承为研究对象展开稳态热分析，研究工作主要包括如下四部分：1）运用ABAQUS有限元仿真软件对剖分式滚滑轴承进行了静力学仿真分析。通过仿真得到了剖分式滚滑轴承在一定静载荷下的接触应力和接触变形的大小，为本文后续进行剖分式滚滑轴承热-结构耦合分析奠定了基础。2）借助Palmg

4、ren轴承发热量计算公式建立了剖分式滚滑轴承的发热量计算模型，借此模型通过热网络法建立了剖分式滚滑轴承的热网络方程，通过此方程求得了一定载荷和转速条件下剖分式滚滑轴承稳态温度场，以及载荷和转速对轴承温度的影响。结果显示：剖分式滚滑轴承温度从高到低依次为：外圈滚道、外圈、滑块、滚子、内圈滚道和内圈；剖分式滚滑轴承温度随载荷呈线性增加；剖分式滚滑轴承温度随转速增加，且温度越高增速越大。3）运用ABAQUS有限元分析软件建立了剖分式滚滑轴承的稳态温度场模型，通过仿真计算得到了剖分式滚滑轴承的温度场。仿真结果显示各部件温度从高到低依次为：外圈滚道、内圈滚道、滑块、外圈、滚子和内圈。将有限元求得的结果与

5、热网络法求得的结果进行对比，二者的最大相对误差为8.2%，并通过分析确定了剖分式滚滑轴承稳态温度场有限元模型的正确性，为剖分式滚滑轴承的热-结构耦合分析奠定了基础。4）以剖分式滚滑轴承的静力学分析为基础，以有限元法求得的稳态温度场为热载荷，建立了剖分式滚滑轴承热—结构耦合模型。通过此模型求得了一定载荷下剖分式滚滑轴承热-结构耦合仿真结果，并将结果与静力学分析结果进行了对比，结果显示：剖分式滚滑轴承在热—结构耦合条件下与无热载荷条件下相比整体最大应力有较小的增幅；在热—结构耦合条件下与无热载荷条件下相比各部件在Y方向最大变形有较大的增幅，紧固套圈和螺栓在X方向最大变形与无热载荷条件相比也有较大的

6、增幅。对比结果表明热载荷对剖分式滚滑轴承各部件的应力无明显影响，对变形有显著的影响，剖分式滚滑轴承的变形是热载荷和结构载荷共同作用的结果。关键词：剖分式滚滑轴承，稳态温度场，热网络法，有限元分析，热—结构耦合分析IAbstractTHERMAL-STRUCTURALCOUPLINGANALYSISOFSPLITROLLING-SLIDINGBEARINGABSTRACTSplitrolling-slidingbearingisanewtypeofbearingformedbycuttingtheinnerringandtheouterringofoverallrolling-slidingbe

7、aringandboltingtogether.Splitrolling-slidingbearingmakethereplacementofbearingsmoreconvenient,especiallydifficultparts,sothereisacertainrealisticdemandforsplitrolling-slidingbearing.Internalfriction,r