向心关节轴承摩擦磨损性能仿真及试验分析

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1、申请上海交通大学硕士学位论文向心关节轴承摩擦磨损性能仿真及试验分析硕士研究生：霍亚军学号：1120209084导师：尹忠慰研究员申请学位：工学硕士学科：机械设计及理论所在单位：机械与动力工程学院答辩日期：2015年1月授予学位单位：上海交通大学DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterSPHERICALPLAINBEARINGFRICTIONANDWEARSIMULATIONANDEXPERIMENTALANALYSISCandidate：HuoYajunStud

2、entID:1120209084Supervisor：Prof.YinZhongweiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalDesignandTheoryAffiliation：SchoolofMechanicalEngineeringDateofDefence:Jan,2015Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJiaoTongUniversity上海交通大学学位论文原创巧声明症本人郑巧申明：析皂３叫巧化＆文＜肉

3、也关巧距承＃巧巧巧性，浊立巧巧巧义工作巧巧巧巧巧试巧分析｝？足本人巧导师附巧导下巧的巧双引印的巧存巧■本坛文不包含任巧其化个，除义中己结化叫Ａ站拒沛己窜及巧或泻气进的化品成果＊村丰文的巧巧技出虽黄巧巧？本人岳全念巧到本声巧时个人巧化巧．巧己巧文中曲明饰方式标明肉法肯巧张由本人承指＊７４争位也文巧巧安空－：曰期，Ｊ．上海巧通大学学位论义版权巧用授权书本巧泣＆义巧者亢全了脾单校有关巧留，、巧巧学枯论Ｓ扣巧定同魚学巧捕斟弗向固呆有关姉口戎化巧运究帝义的宮巧件巧电子巧＊度巧也文巧泣馆砕措巧。本九货化上姐定通大学

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5、目前针对关节轴承摩擦磨损性能仿真分析的报道很少，故本文借鉴国内外摩擦学性能仿真分析的研究成果，以织物衬垫自润滑向心关节轴承为主要研究对象，重点对其进行了3-D稳态完全耦合热力分析和磨损仿真分析的研究。本文首先总结了织物衬垫弹性常数的计算方法、热力耦合分析和磨损仿真分析的有限元法；然后基于有限元软件ABAQUS，二次开发用户子程序FRIC，对织物衬垫自润滑向心关节轴承进行了稳态完全耦合热力分析；最后利用销-盘磨损试验测得聚四氟乙烯/凯夫拉织物衬垫的磨损率，基于ABAQUS，二次开发用户子程序UMESHMOTION，对销-盘磨损试验和织物衬垫自润滑向心关节轴承进

6、行了磨损仿真分析，并探究了织物衬垫的销-盘平面磨损与关节轴承球面磨损之间的关系及恒定磨损率、变磨损率和摩擦温升对织物衬垫自润滑向心关节轴承磨损仿真分析结果的影响。通过上述内容的研究，主要结论有：（1）采用复合材料微观力学I摘要中的弯曲模型可以有效预测织物衬垫的弹性常数；（2）对比仿真分析结果与相应的试验测量值表明，基于ABAQUS，二次开发用户子程序FRIC和UMESHMOTION可实现关节轴承的3-D稳态完全耦合热力分析和磨损仿真分析，从而为关节轴承结构优化设计和性能分析提供了更加完善的仿真方法；（3）对比织物衬垫的销-盘平面磨损和关节轴承球面磨损仿真分析

7、结果，分析了织物衬垫的销-盘平面磨损距离（寿命）与关节轴承球面磨损距离（寿命）之间的关系，对建立织物衬垫平面磨损寿命与关节轴承球面磨损寿命之间的预测模型具有一定的指导意义。磨损率变化和摩擦温升对关节轴承磨损仿真分析结果影响很大，故针对关节轴承的磨损仿真分析需要全面考虑摩擦副材料磨损率的变化规律及关节轴承温度场变化情况。关键词：关节轴承，织物衬垫，热力耦合分析，磨损分析，ABAQUS-II-上海交通大学硕士学位论文SPHERICALPLAINBEARINGFRICTIONANDWEARSIMULATIONANDEXPERIMENTALANALYSISABSTR

8、ACTBearingisoneofthebasicc