偏斜工况下向心关节轴承应力场分析

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1、19-21ISSN1000-3762轴承2010年6期CN41-1148/THBearing2010,No.6偏斜工况下向心关节轴承应力场分析魏立保'，牛荣军2,杨海生2,邓四二2(1•中国Jt升机设计研丸所，江西景魂慎333001；2.河常科技大学，河南洛阳471003)播要:利用非线性接触有限元方法对向心关节轴承进行应力场分析,在有限元模旳中将心轴和轴承康作为柔性体处理，分别考察内、外圏相对偏斜工况下的应力场分布。结果表明:在极限静载荷工况下，内、外圈相对偏斜对关节轴承的应力场分布产生明显影响;由于偏斜工况下

2、应力分布不对称，在内、外圈的端面接触处产生应力集中现象，其应力值明显奇于无偏斜工况下的最大应力值，且在偏斜角达到1.5。时，出现峰值应力。关權词:关节轴承;有限元法;应力场;接触应力中图分类号:TH133.3；O241.82文献标志码:A文章编号：1000-3762(2010)06-0019-03AnalysisonStressFiledofRadialSphericalPlainBearingsunderTiltingConditionWEILi-bao1,NIURong-jun2,YANGHai-sheng2

3、,DENGSi-er2(1.ChinaHelicopterResearchandDevelopmentInstitute9Jingdezhen3330019China；2.HenanUnivereityofScience&Technolc^y,Luoyang4710031China)Abstract:Inthefiniteelementmodel,theshaftandbearinghousearesetasflexiblebody,thestressfieldisinvestigateinthetilting

4、caseofinnerringandouterring.Hieresultsindicatethatthetilting

5、reddundertiltingcondition9andthepeakstressappearswhentiltingangleisat1・5°.Keywords：sphericalplainbearing；6niteelementmethod；stressfield；contactprcdsure应用于航空领域的自润滑关节轴承，其稳定性、可靠性和使用殍命直接形响到主机的性能。对关节轴承进行性能分析首先耍获得其应力场分布,而关节轴承内、外圈间为球面接触，到目前为止，利用解析方法求解其应力仍有一定困难，席采用平均

6、应力计算,这与实际悄况有较大谋差。然而，随着计算机数值模拟技术和有限元方法的发展，国内、外逐步展开利用非线性有限元法对关节轴承进行力学和摩擦学性能研究。文献m利用ABAQUS商业软件对自润滑关节轴承的配合关系进行分析，给出不同配合关系下的内、外圈变形曲线。文献［2］采用ANSYS分析计算大型推力关节收稿日期：2009-12-02；修回日期：2009-01-07基金项目：国家“十一五”重大科技攻关项目(JPPT-115・202)；河南省教育厅自然科学研究项目(200746007)轴承在轴向、径向和联合载荷下的应力

7、分布和压力与变形关系，基于分析结果对关节轴承的配合结构进行优化设计;文献［3］采用ABAQUS对向心关节轴承在极限径向载荷工况下的三维应力场进行计算;文献［4］利用ANSYS对向心关节轴承的球径结构进行优化选择以改善磨损性能;文献［5］应用ANSYS对复合材料端面轴承在不同载荷、转速和表层材料疗度工况下的温度场进行模拟分析。利用现代数值模拟技术可以方便地求解出关节轴承在各种结构参数和工况下的应力分布、温升变化等性能参数，可以宜观分析关节轴承的危险部位,从而判断轴承材料是否发生破坏及其具体位置。通过关节轴承性能数值

8、模拟分析不仅可以将产品的安全隐患消除在设计阶段，而且可以缩短产品的设计周期，能够在保证设计要求的前提下提高产品的设计水平。・20・《轴承＞2010.No.6下面采用有限元软件ANSYS对向心关节轴承在内、外圈相对偏斜工况下进行应力场分析,考察不同偏斜角下关节轴承内、外圈间的应力场分布和最大应力位置。1三维结构模型由于向心自润滑关节轴承主要承受径向载荷,根据其结构的对称性，