基于柔性支撑的转盘轴承性能及结构参数研究

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1、犬ｉｌｉｆ－大學ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕士享位论文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ基于柔性支撑的转盘轴承性能及结构参数研究？学科专业机械设计及理论作者姓名涨＿＿建“？援指导教师―一―至寧———２０１５＾６答辩日期＿＿＿￡硕士学位论文基于柔性支撑的转盘轴承性能及结构参数研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓａｎｄＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＰａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＳｌｅｗｉｎｇＢｅａｒｉｎｇｗｉｔｈＦｌｅｘｉｂｌｅＳｕｐｐｏｒｔｉｎｔｒｕｃｔ

2、ｕｒｅｓｇＳ作者姓名：张建学科、专业：机械设计及理论学号：２１２０４１２０；指导教师：毛范海副教授完成日期：２０１５年５月大ｉ理工大含ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＊辽宁省科技创新重大专项项目（Ｎｏ．２０１３０３００６）大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作

3、的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之＃，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：４ｊ蜂的只Ｉ础如４泰构矣奴研令。作者签名：ｌｉ日期：年＜月／曰大连理工大学硕士学位论文摘要大型转盘轴承与普通标准轴承相比二是工作转速较低，，有两个显著特点是支撑刚度相对较低。转盘轴承支撑结构的变形将影响到轴承的接触载荷，进而影响其性“一能。为此，需要对其进行进步分析与研究。结合辽宁省科技创新重大专项”（Ｎｏ．２０１３０３００６）项目，本文在考虑轴承柔性支撑的条件下，开展大型转盘轴承的力学特性、静态承载能力、轴

4、承结构参数优化、疲劳寿命以及轴承连接螺检强度的研究。论文的主要研究内容如下：为更准确可靠的获得轴承滚道的接触载荷分布一，本文提出了种考虑轴承套圈及其支撑结构弹性变形的转盘轴承接触载荷分布的理论分析计算方法。将轴承套圈及其支撑结构刚度引入平衡方程，建立了轴承静力学理论分析模型。－建立了包含支撑结构的转盘轴承有限元接触分析模型。由于滚球滚道接触区域需要划分很小的网格一，本文釆用删除原单元重新划分单元的方法，在保证定精度的基础上，大大减少了网格数量。基于该有限元模型及建立的理论分析模型，本文以某型号风电偏航轴承为例，。经对比，两种模型的接触载荷计算结果基本

5、吻合分析其接触载荷，初步验证了本文所建理论分析模型的正确性，且理论分析模型的计算效率远高于有限元接触分析模型。简要介绍了转盘轴承的承载能力及其分析方法。基于本文建立的理论分析模型，分析了轴承结构参数对接触载荷分布的影响规律，形成轴承结构参数的约束条件，以轴承静态承载能力为目标函数，建立了轴承参数优化模型并使用遗传算法求解。轴承的结构参数经优化后，静态承载能力优于原结构参数轴承。依据转盘轴承疲劳寿命计算的国际标准，基于刚性支撑理论分析模型及本文的柔性支撑理论分析模型，对轴承的多工况疲劳寿命进行了对比分析。基于本文的理论分析模型分析了轴承的几个关键结

6、构参数对疲劳寿命的影响规律，提出了提高转盘轴承疲劳寿命的有效措施。建立了考虑支撑结构变形及套圈滚道接触力影响的转盘轴承螺栓连接分析的等效简化有限元模型。模型中使用梁单元等效螺栓与被连接件的接触，使用弹賛单元等效滚球与滚道的接触，大大降低了计算成本。使用该有限元模型及传统理论计算公式，分析了转盘轴承螺栓组每个螺栓的总载荷，再对受载最严重的螺栓进行了强度分析。本文提出的分析方法及分析结果对大型转盘轴承的设计具有指导意义。关键词：转盘轴承；力学模型；载荷分布；优化设计；疲劳寿命；螺栓连接－－Ｉ基于柔性支撑的转盘轴承性能及结构参数研究Ｒｅｓｅａｒ

7、ｃｈｏｎＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓａｎｄＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＰａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＳｌｅｗｉｎｇＢｅａｒｉｎｇｗｉｔｈＦｌｅｘｉｂｌｅＳｕｏｒｔｉｎＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓｐｐｇＡｂｓｔｒａｃｔＣｏｍａｒｅｄｗｉｔｈｃｏｍｍｏｎｒｏｌｌｉｎｂｅａｒｉｎｓａｌａｒｅｓｌｅｗｉｎｂｅａｒｉｎｈａｖｅｉｔｓｔｗｏｎｏｔａｂｌｅｐｇｇ，ｇｇｇｆｅａ一ｔｕｒｅｓｔｈｅｏｎｅｉｓｔｈａｔｉｔｓｗｏｒｋｉｎｓｅｅｄ