求解高速球轴承载荷分布的简化矩阵模型

《求解高速球轴承载荷分布的简化矩阵模型》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第４０卷第６期吉林大学学报（工学版）Ｖｏｌ．４０Ｎｏ．６２０１０年１１月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＥｄｉｔｉｏｎ）Ｎｏｖ．２０１０求解高速球轴承载荷分布的简化矩阵模型赵春江１，２，梁波３，葛世东３，黄庆学１（１．太原科技大学材料科学与工程学院，太原０３００２４；２．吉林大学机械科学与工程学院，长春１３００２２；３．洛阳轴承研究所，河南洛阳４７１０３９）摘要：给出了根据滚动体高速运转时几何参数和力能参数的变化特征，将高速球轴承载荷求解方程组简化为基于

2、杆系有限元方法的矩阵模型。通过分析内圈平衡方程，发现杆件有限元模型中的参数在计算过程中具有独立变量，并且包含已知变量，进而对有限元模型进行了降阶简化，得到了４阶矩阵模型，较大程度地简化了载荷分布计算，且其形式尤其适于ＭＡＴＬＡＢ矩阵求解，程序编写变得简单，提高了计算速度，改善了计算的稳定性。最后通过算例比较说明了本文方法的正确性，可以替代传统的计算方法。关键词：机械设计；高速球轴承；载荷分布；杆系有限元；矩阵模型；降阶简化中图分类号：ＴＨ１２３文献标志码：Ａ文章编号：１６７１－５４９７（２０１０）０６－１５９５－０４Ｓ

3、ｉｍｐｌｉｆｉｅｄｍａｔｒｉｘｍｏｄｅｌｆｏｒｌｏａｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄｂａｌｌｂｅａｒｉｎｇ１，２，ＬＩＡＮＧＢｏ３，ＧＥＳｈｉ－ｄｏｎｇ３，ＨＵＡＮＧＱｉｎｇ－ｘｕｅ１ＺＨＡＯＣｈｕｎ－ｊｉａｎｇ（１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴａｉｙｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００２４，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎ

4、ｇ，ＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００２２，Ｃｈｉｎａ；３．ＢｅａｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＬｕｏｙａｎｇ，Ｌｕｏｙａｎｇ４７１０３９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｔｈｅｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｎｄｋｉｎｅｔｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄｒｏｌｌｉｎｇｂｏｄｙｗｅｒｅｇｉｖｅｎｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｌｏａｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｈｉｇ

5、ｈ－ｓｐｅｅｄｂａｌｌｂｅａｒｉｎｇ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｅｆｅａｔｕｒｅｓ，ａｎｅｗｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｗａｓｓｕｇｇｅｓｔｅｄｔｏｓｉｍｐｌｉｆｙｔｈｅｅｑｕａｔｉｏｎｇｒｏｕｐｏｆｔｈｅｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄｂａｌｌｂｅａｒｉｎｇｌｏａｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｔｏａｍａｔｒｉｘｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｌｉｎｋａｇｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ（ＦＥＭ）．ＩｔｗａｓｄｉｓｃｏｖｅｒｅｄｔｈａｔｓｏｍｅｏｆｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｌｉｎｋａｇｅＦＥＭｍｏｄｅｌａｒｅｉｎｄ

6、ｅｐｅｎｄａｎｔｖａｒｉａｂｌｅｓａｎｄｓｏｍｅａｒｅｋｎｏｗｎｖａｒｉａｂｌｅｓｉｎｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｅｑｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｂｅａｒｉｎｇｉｎｎｅｒｒｉｎｇ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅＦＥＭｍｏｄｅｌｃｏｕｌｄｂｅｒｅｄｕｃｅｄｉｎｔｏａ４－ｏｒｄｅｒｍａｔｒｉｘｍｏｄｅｌ，ｓｉｍｐｌｉｆｙｉｎｇｔｈｅｌｏａｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｔｏａｇｒｅａｔｅｘｔｅｎｔ．Ｔｈｅｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄｍｅｔｈｏｄ

7、ｗａｓｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｔｈｅｍａｔｒｉｘｓｏｌｕｔｉｏｎｏｎＭａｔｌａｂ，ｔｈｅｐｒｏｇｒａｍｉｎｇｉｓｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ，ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓｐｅｅｄｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ａｎｄｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓｔａｂｉｌｉｔｙｗａｓｉｎｐｒｏｖｅｄ．Ａｃａｓｅｅｘａｍｐｌｅｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｆｅｎｓｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｒｅａｓｏｎａｂｌｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｉｎｓｔｅａｄｏｆｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｍｅｔｈｏｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｄｅｓｉｇｎ；

8、ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄｂａｌｌｂｅａｒｉｎｇ；ｌｏａｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；ｌｉｎｋａｇｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ；ｍａｔｒｉｘｍｏｄｅｌ；ｓｉｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｏｒｄｅｒｒｅｄｕｃｉｎｇ收稿日期：２００８－１２－２６．基金项目：国家自然科学基金项目（５０５７５１５５）；山西省专利推广项目（０８１００４）