陈曙光 张洪伟 蔡晓君

(北京石油化工学院机械工程学院)

深沟球轴承运转过程显式动力学数值仿真研究

陈曙光 张洪伟 蔡晓君

(北京石油化工学院机械工程学院)

基于显式动力学有限元理论，应用ANSYS/LS-DYNA软件建立了6014深沟球轴承的多体接触力学模型。考虑转速和径向载荷的作用，在一定工况条件下进行了动力学仿真研究，分析了轴承运转过程中动态响应与接触应力的变化规律。结果表明：仿真结果与理论计算结果相吻合。

深沟球轴承 显式动力学 接触碰撞 有限元模型

滚动轴承是传递运动和承受载荷的重要支撑转动部件[1,2]。随着旋转机械朝着高转速、高稳定性、低噪声和低振动的方向发展，滚动轴承的动态性能问题日益突出[3～5]。因此，对轴承进行动力学分析，掌握其接触应力分布规律具有重要意义。

滚动轴承的力学模型经历了4个发展过程：静力学分析、拟静力学分析、拟动力学分析和动力学分析[5]。近年来，有限元方法、接触算法等的不断发展，促进了滚动轴承三维数值仿真的发展[6～11]。Stone B J利用计算机仿真模拟分析了球轴承中钢球运动与摩擦特性的关系，结果表明，轴承工作时由于滚动体滚动而产生的离心力对轴承疲劳寿命会产生很大影响，限制了轴承最高转速[6]。Wang J等采用全数值分析法，分别在纯滚动、滑移-滚动、纯滑动3种条件下进行了研究[7]。文献[8,11]利用ANSYS/LS-DYNA对滚动轴承的运动过程进行了仿真分析。唐云冰等利用ANSYS研究了滚动轴承的载荷分布[10]。……