回转支承材料及性能研究

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1、2014届毕业设计论文学生姓名：鲁飞学号：1202100217所在学院：机械与动力工程学院专业：机械工程及自动化设计题目：回转支承材料及性能研究指导教师：洪荣晶2014年6月3日南京工业大学本科生毕业设计（论文）回转支承材料及性能研究摘要国内常用的回转支承内外圈材料为50Mn和42CrMo，但是材料发生滚道剥落、过度磨损的情况却屡见不鲜。本文以赫兹理论和有限元法为基础，对50Mn和42CrMo材料的接触性能进行研究，主要内容如下：（1）讨论50Mn和42CrMo的材料特点，基于经典赫兹接触理论对两种材料进行接触应力计算，并将计算结果进行对比。（2）创建回转支承滚道与滚珠接触模

2、型，利用ABAQUS软件对模型进行有限元分析，将仿真结果与理论计算结果进行对比。（3）根据50Mn和42CrMo的有限元分析应力云图，探讨两种材料的性能差异。（4）根据赫兹理论公式，推算出泊松比、弹性模量与材料接触性能之间的关系；根据金相图，观察50Mn热处理前后的性能变化。关键词：回转支承；50Mn；42CrMo；接触应力；有限元分析Abstract1AbstractResearchonmaterialandpropertyofslewingbearingAbstract50Mnand42CrMoareoftenusedtomakeouterringofslewingbea

3、ring,butitiscommontoseethatthematerialoccursracewayspallingandexcessivewear.Thispaperstudiesthecontactperformanceof50Mnand42CrMobasedonHertztheoryandfiniteelementanalysis,Themaincontentsareasfollow:(1)Discussthecharacteristicsof50Mnand42CrMo,calculatethecontactstressofthattwomaterialbasedon

4、Hertztheory,thencomparethetworesults.(2)Createamodelwithaballandracewayofslewingbearing,themodelismeshedandanalysisbyABAQUS,comparethesimulationresultsandtheoreticalcalculations.(3)According50Mnand42CrMoFEAstresscloudtoexploredifferenceofperformancebetweenthetwomaterials(4)AccordingHertzthe

5、oryformular,calculatetherelationshipbetweenmodulusofelasticity，Poisson’sratioandthepropertiesofmaterial;Accordingthephasediagram,observethechangeof50Mn’sproperties.Kyewords：slewingbearing；50Mn；42CrMo；contactstress；FiniteElementAnalysis3IIAbstract1南京工业大学本科生毕业设计（论文）1南京工业大学本科生毕业设计（论文）IV南京工业大学本

6、科生毕业设计（论文）目录第一章绪论11.1研究的背景和意义11.2回转支承材料的研究现状21.2.1国内研究现状21.2.2国外研究现状21.3本文研究内容3第二章回转支承材料的强度计算52.1回转支承的常用材料及其特点52.1.1滚动体常用材料52.1.2滚道常用材料52.2滚道接触应力计算62.2.1赫兹弹性理论62.2.2滚道接触应力计算公式72.2.3回转支承接触应力计算92.3齿轮强度计算122.4本章小结12第三章回转支承的有限元分析143.1有限元法及有限元软件143.1.1有限元法143.1.2ABAQUS软件介绍153.2基于ABAQUS的接触问题分析163

7、.2.1接触问题分类及解决方法163.2.2接触方式分类及选择173.3.3接触问题求解步骤173.3单排球式回转支承的有限元分析183.3.2划分网格19目录3.3.3边界条件和载荷203.4本章小结22第四章仿真结果分析234.1仿真结果与计算结果对比234.2不同材料的仿真结果对比244.2.1泊松比u对接触性能的影响244.2.2弹性模量E对接触性能的影响254.2.3热处理对接触强度的影响264.3本章小结27第五章总结与展望285.1全文总结285.2工作展望28参考文献30致谢32IV南京