軸承聲振耦合算法與波紋度振動聲學特征仿真研究.pdf

1、滾動軸承是一種重要的基礎機械部件，在現(xiàn)代機器中廣泛應用，軸承的運行狀態(tài)對整個機械系統(tǒng)的動力學性能起到非常重要的作用，軸承的振動不僅直接影響主機的精度，而且影響轉子系統(tǒng)的運行狀態(tài)，同時發(fā)出的噪聲還將污染周圍環(huán)境，隨著傳動系統(tǒng)向高可靠性和高速靜音方向發(fā)展，對軸承系統(tǒng)的振動和噪聲提出了愈來愈高的要求。
　　 雖然現(xiàn)代加工工藝和加工精度得到了明顯改善和提高，但波紋度作為軸承分布式加工缺陷，仍然是激勵滾動軸承振動噪聲的主要因素之一。針對這

2、個問題，本文提出了一種新的軸承聲振耦合算法，可應用于軸承一軸承座系統(tǒng)振動聲學特征的預測，具有計算效率高的優(yōu)點；基于提出的新的軸承聲振耦合算法，分析研究了軸承內、外圈波紋度參數(shù)變化對軸承-軸承座系統(tǒng)振動聲學特性的影響，獲得了一些有價值的結論。論文的主要研究內容如下：
　　 ①基于Hertz接觸理論和軸承運動學的關系，推導了滾動軸承承載區(qū)的非線性接觸力計算公式，并基于將軸承座內表面考慮為一微質量的剛性介質層且存在剛性振動的假設，建立

3、了六自由度滾動軸承動力學模型，為進一步進行軸承的動力學分析奠定了基礎；
　　 ②提出了軸承座內表面位移映射法，運用六自由度滾動軸承動力學模型，求解獲得軸承系統(tǒng)各部件振動位移；通過軸承座內表面位移映射法，實現(xiàn)了軸承動力學模型的位移輸出和軸承座有限元模型的位移激勵輸入的耦合，簡化了耦合計算，提高了計算效率；
　　 ③建立軸承-軸承座系統(tǒng)的有限元分析模型，研究了正常軸承激勵下的軸承座振動響應；建立了軸承座聲學邊界元分析模型，以

4、軸承座結構表面振動響應為邊界條件，研究了正常軸承激勵下的軸承座表面聲學量及輻射場點噪聲，并通過軸承振動和噪聲實驗驗證了本文提出的聲振耦合算法；
　　 ④運用本文提出的軸承聲振耦合新算法，針對內、外圈波紋度對軸承系統(tǒng)振動聲學特性影響的問題，研究了波紋度參數(shù)-波紋度最大幅值和波數(shù)變化對軸承-軸承座系統(tǒng)的振動響應和聲學特征的影響，為軸承的設計和制造研究提供了理論依據(jù)。
　　 本文提出的軸承聲振耦合算法可用于預測軸承-軸承座系統(tǒng)