基于ANSYSWorkbench的深沟球轴承接触应力有限元分析.pdf

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1、机械设计与制造第l0期222MachineryDesign&Manufacture2012年1O月文章编号：1001—3997(2012)10—0222—03基于ANSYSWorkbench的深沟球轴承接触应力有限元分析冰张福星郑源汪清李杰徐素红。辛华荣吴忠(1．河海大学水利水电学院，南京210098；2．河海大学能源与电气学院，南京211100；3．江苏省走马塘张家港枢纽工程建设处，张家港215600)ContactStressFEManalysisofDeepGrooveBalIBearingBased

2、OnANSYSWorkbenchZHANGFu—xingI,ZHENGYuan2,WANGQing1,LIJiei,XUSu-hong，XINHua-rong3,WUZhong(1．SchoolofWaterConservancyandHydropowerEngineering，HohaiUniversity，Nanjing210098，China；2．SchoolofEnergyandElectricalEngineering，HohaiUniversity，Nanjing211100，China；3．Z

3、oumatangZhangjiagangConstructionSiteofJiangsuProvince，Zhangjiagang215600，China)i【摘要】利用ANSYSWorkbench软件建立了深沟球轴承的三维非线性接触模型，对模型的边界i}条件进行合理的设置后，基于有限元的方法，在StaticStructural(ANSYS)中对深沟球轴承的接触应力和{l变形进行了仿真计算，得到了轴承滚动体和内、外圈不同部位接触应力和变形的分布。计算结果与；iHertz理论解进行了对比，两者具有良好的一致

4、性，说明了用ANSYSWorkbench分析滚动轴承接触19{；题是可行的，符合轴承在载荷作用下受力和变形的实际情况；有限元仿真计算的结果为滚动轴承的设；；计、优化和失效分析提供了参考依据，具有一定的工程实用价值。《；关键词：深沟球轴承；接触应力；有限元；非线性{；[Abstract]The3DnonlineaFcontactmodelof。deepgro。eballbearingWCISestablishednANSYS{}Workbenchso~ware．Withthereasonablesetting

5、oftheboundaryconditions，thecontactstressand蚴卜{；m。wecalc“latedcsrc￡ura／(ANSYS)byusingthefiniteelememe≠。d，andthec。n￡∞{{5tressanddeformati。nofthennerring,the。u把rtingandtherollingeleme，z拈we，℃。btained．Furtherlr，。，℃{；fhec。mpational优uaceconsis把mithheHer拓“es．eres¨

6、s。sing￡hebe，c。一{》tactproblemwithANSYSWorkbenchsoftwareisasibleattditcoincideswiththestressanddeformation《}ofthe￡alsituati。n．eFEMsuz拈proidenceforhedesign，opimizati。nandfailMreanalysisofl；rollingbearingsandhayepracticalengineeringalue．{}KeyWords：DeepGrooveBa

7、llBearing；ContactStress；FEM；Nonlineari中图分类号：TH16；TH133．33文献标识码：Al弓I言优化提供了依据。滚动轴承是机械传动中非常重要的部件，它依靠滚动体和2Hertz理论计算内、外圈的滚动接触将转动零件支撑起来t,qo，实现力和运动的传Hertz弹性接触理论成功地解决了滚动轴承接触应力和变递，其结构性能的好坏直接关系到整个机械系统可靠性和安全性形的计算问题，在求解相互挤压的弹性固体的接触面形状、大小的高低；同时滚动轴承也是易损坏部件，统计数据显示旋转机械和表面

8、压力分布时采用了以下假设：(1)相互接触的物体只产生中约30％的机械故障是由滚动轴承的失效引起的。所以滚动轴弹性变形并服从Hooke定律；(2)接触表面光滑，只有法向力作承的刚度、接触应力和变形一直以来都是工程应用研究中的热点用；(3)接触尺寸远小于接触体表面曲率半径。滚动轴承的接触问问题。题基本符合Hertz假设，深沟球轴承滚动体与内、外圈滚道为点滚动轴承接触研究的难点在于滚动体与内、外圈的接触，载接触，按照H