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帶防塵蓋的深溝球軸承
總的來說,角接觸球軸承適用于高速、高精度旋轉(zhuǎn)場合。 內(nèi)外徑、寬度尺寸一樣的深溝球軸承和角接觸球軸承,其內(nèi)圈尺寸、結(jié)構(gòu)一樣,而外圈尺寸、結(jié)構(gòu)有所不同:深溝球軸承外圈溝道兩邊雙擋肩,而角接觸球軸承普遍為單擋肩;
深溝球軸承外圈溝道曲率與角接觸球的不同,后者往往大于前者;深溝球軸承外圈溝道位置與角接觸球軸承的不同,非中心位置,其具體數(shù)值乃角接觸球軸承設(shè)計時予以考慮,與接觸角的度數(shù)有關(guān);
對象為:6037深溝球軸承,其外徑D1為80mm,內(nèi)徑D2為35mm。如圖1所示為軸承外圈尺寸計算可知軸承徑向厚6.7mm,薄處4.25mm。根據(jù)實際尺寸建立軸承外圈有限元模型,如圖2所示。模型采用solid45單元,彈性模量為2.1 x 10 5MPa ,泊松比為0.3 ,密度為7800kg/m3。采用掃略方法劃分網(wǎng)格,為了節(jié)約計算資源將裂紋處的網(wǎng)格劃分較密。這里分三個尺度劃分:1區(qū)單元尺寸為0.5mm x0. 5mm;2區(qū)單元尺寸為0.5mm x0.15mm;3區(qū)單元尺寸為0.5mm x 3mm ;4 區(qū)單元尺寸為0. 5mm x 4mm。完整軸承劃分后共有單元63270個,節(jié)點數(shù)為70110。采用生死單元模擬裂紋的作用如圖2所示,此次模擬的裂紋寬度為0.5mm,深度方向按照0.5mm的間隔逐次增加,后利用15個計算步驟模擬外圈從完好到斷開的整個過程。
分別分析模態(tài)位移和模態(tài)應(yīng)變與外圈裂紋程度的關(guān)系,比較模態(tài)位移和模態(tài)應(yīng)變量對裂紋損傷的敏感度。因為對應(yīng)于每一位移模態(tài)必有一個對應(yīng)的應(yīng)變模態(tài),它們是同一能量平衡狀態(tài)的兩種表現(xiàn)形式其所占比例相同。這里通過比較大模態(tài)位移和大模態(tài)應(yīng)變來比較模態(tài)位移和模態(tài)應(yīng)變量對裂紋損傷的敏感度。圖8、圖9為隨著裂紋深度的增加各階大模態(tài)位移和大模態(tài)應(yīng)變的變化圖。圖8中可見當(dāng)裂紋深度小于4. 5mm時位移模態(tài)隨著損傷程度增加,但變化較小;裂紋深超過4.5mm時、五、九階模態(tài)位移增加幅度較大,其中第九階模態(tài)位移增加大;第八階模態(tài)位移在裂紋深度增加到4.5時,其模態(tài)位移開始下降其他階數(shù)的模態(tài)位移隨著裂紋深度的增加變化不大;各階模態(tài)位移在斷裂后都大幅增加。結(jié)合圖5中振型可見當(dāng)結(jié)構(gòu)發(fā)生損傷時,裂紋位置在振型節(jié)點位置時位移模態(tài)變化較大,如第、五、九階相對較大而其他較小因此可利用模態(tài)位移相對變化識別結(jié)構(gòu)的損傷位置。