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拟动力学分析方法是在Hertz接触理论和套圈控制理论建立基础上建立起来的 的,考虑了滚珠离心力和陀螺力矩的作用,把它们计入到轴承各个元件的力与力 矩平衡方程中。在稳定条件下,一般认为轴承的滚动体和保持架处于稳定状态, 可用拟动力学法进行分析采用拟动力学法分析滚动轴承载荷分布时,通常是基于刚性套圈假设,即认为弹 性变形只发生在滚动体和内、外环的接触点上,而非接触部分都是刚体。随着科学技术的发展,特别是航空发动机使用的轴承,为了减轻重量,不仅轴承 内、外环比较薄,常常连转轴和轴承座也都是薄壁结构,若仍采用刚性套圈假设 将显得越来越不合适。有限元法,在考虑边界条件影响的情况下,分析了滚珠的接触问题,考虑套圈变 形的影响,建立了滚动轴承有限元分析模型,研究了滚动轴承的载荷分布特性, 并将计算结果与拟动力学法及实验结果进行了比较。滚动轴承载荷分布研究首先需要解决的问题是接触应力和变形之间的关系。拟动力学法主要以Hertz弹性接触理论为基础,但Hertz接触理论半无限空间的 边界条件只适用于简单形状物体的分析,不能满足复杂结构和复杂负荷的情况。 此外,若接触体的几何尺寸太小或作用负荷过大,就不能满足Hertz弹性接触理 论关于接触面尺寸与接触体表面曲率半径之比很小的假设,限制了它的适用范 围。有限元法能避免Hertz弹性接触理论的上述不足。接触问题在有限元分析中属于 边界非线性。其特点是两个物体在边界处发生接触时,接触面的大小和接触力的 大小与接触面的初始间隙、摩擦力以及载荷的大小有关。在加载过程中,接触面 大小和边界条件都在不断地变化。因此,有限元分析中的接触问题通常采用试探 校核的迭代方法进行求解。利用有限元法分析接触问题时,一般采用如下假设:(1)接触系统由两个相互接触的物体组成,它们之间的接触区不发生相对刚体运动;(2)接触表面的节点满足力平衡条件和几何变形协调一致性;(3)对可能发生接触的区域需预先确定,未设定的部分不发生接触。
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