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《基于正交设计方法的转盘轴承连接螺栓有限元分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、摩擦学模拟仿真与监测基于正交设计方法的转盘轴承连接螺栓有限元分析’,‘,,’,’闰佳飞邱明赵滨海柏耀星陈龙!!,,∀#河南科技大学机电工程学院洛阳∃∃%&洛阳轴研科技股份有限公司洛阳∀#∃∃%∋(。本文主要针对双排,摘要螺栓连接在风电转盘轴承工作时起了至关重要的作用四点接触球转盘轴承的连接螺栓对影响螺栓连接的主要因素)预紧力、摩擦系数以及垫块高度进行分析研究。首先根据有限元方法分别对螺栓在每,。个因素的不同水平条件下进行计算分析然后采用正交设计方法结合以上三个因素各自的五个水平进行分析分析结(,,。果表明预紧力对连接螺栓的
2、影响最为重要其次是垫块的高度最后是摩擦系数关键词(,,正交设计,转盘轴承螺栓有限元,∗∗!!占∗,。月+∗青自变量并研究其对螺栓连接性能的影响因此在。,、正交设计中因素个数为%每个因素采用−个水平转盘轴承在军用雷达坦克等国防军事领域中。氏,作为其中为螺栓材料的屈服极限应力值如果采用全被广泛采用主要连接件的螺栓对其产品性能因素正交设计,需要计算−次,即建立−次不的影响至关重要。由于大多数转盘轴承主要通过螺。,同模型才能得到其间的关系对人力物力都是一种栓连接将载荷传递到支撑件上因此其螺栓连接性,。。浪费而且周期也很长因此本文采用
3、部分因素正能优良与否对转盘轴承总体的性能影响至关重要交设计方法,进行分析根据因素和水平条件采用正而常见的螺栓失效形式主要包括由于疲劳破坏而。交表,分别对下表中不同因素,仅需要−次计算引起的疲劳裂纹以及由于轴承转动过程中螺栓自,然后采用,甚至被拉断。经水平组合条件下的螺栓建立有限元建模身产生的交变应力导致连接松弛。,相同边界条件进行有限元计算最后根据计算结果研究发现影响螺栓连接性能的主要因素包括预紧。、、、总结出螺栓承受的最大拉应力和交变应力的值力螺栓与连接件接触面的摩擦系数垫块高度,、、本文以最大应力值为主要考虑指标交变应力套
4、圈刚性+,安装座高度螺栓刚度以及安装方式。,。次之为对交变应力进行定量简化分析本文取交%等其中有学者∀针对螺栓在不同预紧力的作用。,,变应力的变化幅值作为衡量指标即轴承在承受最下连接性能对比分析发现随着预紧力的变大其,大工作载荷条件下的最大拉应力值和承受最小工交变应力相应的减小&文献【−.通过建立特殊模型作载荷作用下的最大拉应力之差。并采用有限元方法分析研究了螺栓刚度对连接性能的影响&有学者+/通过采用特殊的螺栓连接方式,。,并通过分析研究验证了其可靠性然而这些因素之间的交互作用对螺栓整体的性能也存在着很大的影响。本文采用正交
5、设计方法寻找螺栓连接影响因素的主次。由于转盘轴承承受的主要载荷为轴向力和倾覆力矩。因此本文不考虑径向力,并通过有限元方法获得正交设计所需的数据。螺栓主要影响因素的正交优化设计本文主要基于34567环境下对螺栓进行正交。,!连接螺栓的正交设计方案设计分析为了提高计算效率其螺栓连接有限元,,转,模型采用对称处理仅对一半的模型进行计算对盘轴承连接螺栓的影响因素很多根据转盘。轴,称面上采用对称约束承载面分别为与螺栓连接的承工作中螺栓实际连接情况本文取最重要的三。个因素进行正交设计分析。即将三个因素当做轴承套圈与滚动体接触的两个面具体载
6、荷作用情。,((+作者简介闰佳飞012)∋研究方向轴承靡擦学况如图所示根据转盘轴承实际承载条件单个一10)∃8年全国青年摩擦学与表而工程学术会议论文集尸。螺栓的工作载荷可以通过以下公式计凡一9算别、少导法和方差分析方法将结果数据进行处理由于计算:+!!二‘,;一一一万<从·7十数据量较大对于直观分析方法分别以最大应力和热尸罗二草=一’7?≅9,>万找交变应力为指标进行计算而方差法仅以最大应力式中(Α是螺栓工作载荷方向和轴承轴向方向。为指标进行计算其方差分析具体结果分别如表+夹角所。示Β是转盘轴承连接螺栓外圈螺栓个数表+直
7、观分析法正交设计结果分析表Χ是转盘轴承滚动体节圆半径首先分别对不同因素水平组合条件下的螺栓略∋采用有限元方法进行计算,然后分别采用直观分析表方差分析法正交设计结果分析表差异源显著性%%−%%%1%1%1%!%−01%%∃−#%1∀%!∃0∀∃#,#221!00!Δ∀#2%!−∀%20∃10∃%髓枷12‘∃#%−#2%0∀1!%,,,,。从上表可以看出以最大应力作为指标预应2∃,沁时螺栓最大应力已经超过许用应力值因,,7,。力为连接螺栓主要影响因素垫块高度次之摩擦此由此指标确定螺栓预紧力为∀∃洲七或者−∃叭灯
8、。,,系数影响相对不显著而如果以交变应力为指标从图Φ∋中可以看出当垫块高度为∃==时最,,,垫块高度为主要影响因素摩擦系数次之预紧力大应力值相对较小而当垫块高度大于或者小于。,,。影响相对不显著但是由于轴承在工作中既要保>==时最大应力值均较大证螺栓的最大应
