过盈配合薄板轧辊体接触与模态分析
基于 ABAQUS的轴承过盈配合接触应力分析
基于ABAQUS的轴承过盈配合接触应力分析*高晓果，孔德龙，赵聪，刘文龙【摘要】摘要:航空发动机主轴轴承内圈一般采用过盈配合的安装形式，通过一定的过盈量防止轴承内圈与轴发生相对转动，并对轴承内圈定位。
建立了基于ABAQUS软件的轴承内圈过盈接触问题的仿真分析方法，使用该方法分析了某型航空发动机低压转子推力球轴承的内圈过盈配合接触应力，分析了该轴承内圈在装配压紧时发生转动的根本原因。
建立的过盈配合接触应力分析方法可为航空发动机主轴轴承过盈配合的设计和校核计算提供理论依据。
【期刊名称】机械研究与应用【年(卷),期】2015(000)002【总页数】3【关键词】关键词:轴承;航空发动机;过盈;接触应力0 引言航空发动机转子系统通过滚动轴承支承到承力机匣上，轴承内圈与转子轴采用过盈配合的安装形式，通过一定的过盈量防止轴承内圈与轴的相对转动，并对轴承内圈进行定位。
从力学角度看，过盈配合是接触问题的一种［1］，属于边界条件高度非线性的复杂问题，配合面呈现出很复杂的接触状态和应力状态。
常用的过盈配合设计是以拉美(Lame)方程为基础，并在俄罗斯学者加道林院士提出的组合圆筒理论基础上进行的。
基于拉美方程和厚壁圆筒原理的传统方法存在着一定的局限性，不能很好的适用于复杂结构的过盈配合设计。
在航空发动机中，主轴轴承过盈量的设计和选取主要是参考成熟型号设计经验，很少对过盈配合的接触问题进行研究，如在某型发动的研制过程中，轴承内圈过盈装配到轴上后，采用压紧螺母进行压紧时，发生了内圈转动的现象，笔者以该工程实例为对象，使用ABAQUS有限元软件，对其过盈配合接触问题进行相应分析，分析了故障原因。
1 轴承内圈与轴的模型笔者选取了在装配时发生转动的轴承内圈与轴的模型，其结构如图1所示，图2为三维模型图。
该轴承为双半内圈角接触球轴承，是某型航空发动机的低压压气机后支点，在工作时承受低压转子轴向力。
该轴承内圈与轴承采用过盈配合的安装形式。
挤压机挤压筒过盈配合接触问题的有限元分析
挤压机挤压筒过盈配合接触问题的有限元分析作者：李永亮，高素荷来源：《科技创新与生产力》 2015年第7期李永亮，高素荷（太原重工股份有限公司技术中心，山西太原 030024）收稿日期：２０15－02－09；修回日期：２０15－05－09作者简介：李永亮（1982-），男，山西代县人，工程师，主要从事机械产品CAE仿真、分析及优化设计研究，E-mail：jszxcaelyl@。
在工程实际中，常遇到工作需要求解过盈配合接触问题而有限元分析软件却不具有接触分析功能的情况，使结构分析工作者和设计人员感到束手无策，无法求解，陷入尴尬境地。
文章旨在通过对求解大型挤压机扁孔挤压筒过盈配合接触问题的工作实践对这一问题进行研究和探索，介绍一种应用力法原理求解过盈配合接触问题的方法。
挤压筒是挤压机设备中的重要部件之一，是主要受力部件。
它的工作原理是在挤压机工作时，挤压筒因挤压杆压缩筒内的工作液体而产生高压，使坯料经模子挤压成型。
在大型挤压机设备设计时，一般采用过盈配合的预应力组合筒，以减小应力峰值，提高筒体承受内压的能力。
对于一般的圆孔挤压筒，在进行其力学特性分析时可以简化为厚壁筒，应用弹性理论直接求解。
而对于图1所示的扁孔挤压筒，由于其过盈配合面上的接触压力在不同的弧段，值也不同，因而很难用手工算法求解。
为了更好地掌握扁孔挤压筒的应力应变规律，根据力法原理，应用CAD/CAE/CAM集成软件UG中的GFEM PLUS模块，对这种采用过盈配合的预应力扁孔组合筒进行了有限元分析研究，并应用MSC.MARC程序对计算结果进行了校核验证。
1 力学模型的建立此次计算的挤压机挤压筒为过盈配合的预应力组合筒，内筒与外筒结构见图1。
由于挤压筒属于厚壁筒，其约束和工作载荷也是对称分布，故可取1/4结构按平面应变问题求解。
在建立力学模型时，选取UG软件中QUAD/4单元为基本单元，约束其平面法向位移和平面对称轴线上切向位移，将工作载荷均匀作用在内筒内壁上。
基于ABAQUS的转子过盈接触及热膨胀分析
基于ABAQUS的转子过盈接触及热膨胀分析姚同林;肖芳;陈金锋【摘要】螺杆转子是螺杆压缩机的核心部件.对于630机型,采用热套工艺装配后,阴转子曾出现因应力过大而产生断裂的问题,同时过盈配合与热变形共同影响着阴阳转子的间隙.本文采用有限元软件ABAQUS/CAE对630阴转子进行了有限元分析,结果表明阴转子空心齿内的最大应力达到227MPa,同时齿面最薄处的应力达150MPa,易出现疲劳断裂;对阴阳转子在以20~80℃下的非均匀温度场下的热膨胀进行量化,结果表明装配变形量在0.04~0.07mm之间;排端阴阳转子齿顶径向位移达到0.25mm,齿根为0.17mm,建议阴阳转子啮合装配间隙大于0.42mm.%The screw rotor is the key of the screw compressor. For the rotor of 630 adopting shrinkage fit, there was once a fatigue fracture problem of female rotor due to the large stress besides the changing of the assembly clearance. In this paper, an analysis of interference contact and thermal expansion of the screw rotor was taken based on ABAQUS/CAE. The result showed that the maxi-mum stress of the female rotor tooth reached 227 MPa while 150 MPa occurred at the thinnest face where probably broke. For the discharging temperature at 80℃ and assembly temperature/inlet temperature at 20℃, the result showed that the radial displacement due to the interference fit was below 0.1mm which approximate took up 1/4 of the total displacement which reached 0.25mm at the tooth tip and 0.17 at the tooth root. So 0.5mm may be a conservative value for the assembly gap of rotors gearing.【期刊名称】《压缩机技术》【年(卷),期】2017(000)006【总页数】3页(P33-35)【关键词】螺杆转子;ABAQUS;过盈;热膨胀【作者】姚同林;肖芳;陈金锋【作者单位】上海齐耀螺杆机械有限公司,上海 201108;上海齐耀螺杆机械有限公司,上海 201108;上海齐耀螺杆机械有限公司,上海 201108【正文语种】中文【中图分类】TH455螺杆转子作为螺杆压缩机的核心部件，其对压缩机组的稳定运行起着决定性的作用。
基于Solidworks Simulation的轴承过盈配合接触应力分析
基于Solidworks Simulation的轴承过盈配合接触应力分析王斌【摘要】The finite element analysis software Solidworks Simulation was used to analyze the problem of bearing inner race inter-ferencecontact.From the stress nephogram,strain nephogram and displacement nephogram,finding the position ofmaximum stress ,circumferential stress,radial stress and radial displacement.The interference fit analysis can provide the theoretical basis for the design and check calculation of the interference fit of the main shaft of the traction motor,and provide the basis for judging the bearing pressure.%利用有限元Solidworks Simulation软件对球轴承内圈过盈接触问题进行仿真分析，通过求解出应力、应变和位移云图，找出了轴的最大应力、周向应力、径向应力和径向位移。
过盈配合接触应力分析可为牵引电机主轴轴承过盈配合的设计和校核计算提供理论依据，同时为判断轴承压装到位提供依据。
【期刊名称】《技术与市场》【年(卷),期】2017(000)001【总页数】3页(P18-19,23)【关键词】轴承;YQ-365;牵引电机;过盈配合;接触应力【作者】王斌【作者单位】中车株洲电机有限公司，湖南株洲421001【正文语种】中文轴承通常采用过盈配合安装在轴及轴承座上，这种安装方式可以防止由于轴承内径和轴外径之间或是轴承外径和轴承座之间相对运动而产生微动磨损[1]。
完全接触条件下轴孔过盈配合的解析解_范小秦
A1 k ， B1 k ， A2 k ， B2 k ， C1 k ， D1 k ， C2 k ， D2k 都是待定系数。 其中， N 解可得 将式（ 16 ） 与（ 17 ） 代入轴对称问题的 P-
ur =
∞
［ B1k b u1 （ β k r） + B2k b u2 （ β k r） + D1k d u1 （ β k r） + D2k d u2 （ β k r） ］ sin（ β k z） ∑ k =0 ∞ w = ∑［ A1k a w1 （ β k r） + A2k a w2 （ β k r） + C1k c w1 （ β k r） + C2k c w2 （ β k r） ］ sin（ β k z） + k =0 ∞ ∑［B1k bw1 （ βk r） + B2k bw2 （ βk r） + D1k dw1 （ βk r） + D2k dw2 （ βk r） ］cos（ βk z）
2 2 1 － μ B z 1 1 1 μ B r B r μ + （ + ） － × （ 2 + ） （ rB r + zB z + B0 ） ｝ σ z = 2 G｛ 2 （ rB r + zB z + B0 ） － 4 （ 1 － 2 μ） z 4 （ 1 － μ） 1 － 2 μ r 1 － 2 μ z 1 － 2 μ r r r r 2 B B 1 1 r z （ + ） － （ rB + zB z + B0 ） ｝ rz = 2 G ｛ 2 z 4 （ 1 － μ） zr r r
（ 11 ） （ 12 ）
基于ANSYS Workbench的辊压机辊子过盈联接应力分析
基于ANSYS Workbench的辊压机辊子过盈联接应力分析于浚哲;滕延伟;褚旭【摘要】对辊压机辊子进行运动及受力分析,采用厚壁圆筒模型计算辊轴和辊套配合过盈量的上、下限,运用ANSYS Workbench对不同过盈量下的过盈联接进行分析,得到了辊轴与辊套在过盈配合状态下的接触应力分布情况.将有限元计算结果与理论计算结果进行对比,验证了有限元分析结果的可靠性,为辊压机辊子过盈联接的设计提供了一种新途径.【期刊名称】《水泥技术》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】3页(P38-40)【关键词】辊压机;过盈联接;ANSYS Workbench【作者】于浚哲;滕延伟;褚旭【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TH131.7辊压机是利用两个辊子对物料施压，从而达到使物料粉碎的目的。
因此，辊子结构设计的好坏直接影响辊压机的使用效果及寿命等。
辊子主要由辊轴和辊套组装而成，两者通过过盈联接传递力，避免了键槽等结构对零件强度的削弱。
但由于过盈配合属于接触非线性类型而且难以通过常规方法对其进行测定，一般只能靠经验确定过盈量［1］。
文献［2］通过理论计算给出辊轴与辊套的最大、最小过盈量，但未分析在不同过盈量下接触面的应力分布情况。
文献［3］利用有限元方法对辊套在不同过盈量下的接触应力进行分析，并通过与理论计算进行对比，验证有限元方法的可行性，但分析过程未考虑辊轴变形对接触面应力的影响。
因而辊子过盈配合接触分析还需深入研究。
文中利用三维软件建立辊子模型，通过软件间的无缝联接导入ANSYSWorkbench中进行分析，通过在轴承支座上施加液压力，将结构变形对接触应力的影响考虑其中，相对真实地反映了在不同过盈量下接触面的应力分布，为辊子结构的设计和生产制造工艺提供理论依据。
文中主要分析辊轴和辊套的接触应力分布情况，故对辊子结构进行必要的简化，简化后的结构如图1所示。
1.1 辊子承受的最大转矩计算［2］［3］辊轴和辊套采用温差法进行过盈装配，为使辊压机工作时两者不发生相对滑动，其接触面间的摩擦力矩应大于或等于辊子承受的转矩。
叶轮与轴过盈配合表面形态和损伤模型研究
再制造工程是一项宏大的工程,拆解界面的研究是其中非常重要的一部分；拆解前界面的研究能够极大的扩展界面研究的内容,非常有助于持续稳定地发展再循环制造工业。论文从再制造产业背景以及发展趋势出发,按照过盈配合表面形态和损伤模型两大主线布局论文。
表面形态分析模块包括以下内容：首先借助过盈配合状态下应力-应变理论,运用模拟软件Workbench分析不同过盈量下叶轮与轴配合的总体应力应变分布及关键部位的变形量周向均匀分布；损伤模型模块主要涵盖以下内容：从微凸体接触分析出发,详细地介绍了表面接触过程中的弹塑性演变机制,并借助于单步塑性变形体积量的概念,提出衡量表面拆解损伤的磨损系数K,并得出表面接触间距小于50m时磨损系数骤增,表面拆解损伤会急剧增大的结论。本文基于磨损系数模型设计拆解模拟试验,从法向载荷的角度分析了表面损伤的特征,研究了不同载荷下面的表面形貌损伤程度,并且做出总结；第四章的后半部分详细研究了多种表面形貌参数的变化趋势,得出Sv, Sq, Smc三项参数在一定程度上反映表面损伤的结论。
基于ANSYS组合模具过盈配合有限元分析_郝兆朋
Ｍ Ｏ， Ｐ
⑤ Ｍ
Ｚ
②
Ｉ
Ｙ
Ｘ
Ｐ
④ Ｏ Ｉ Ｎ Ｋ， Ｌ
⑥
Ｊ
（ 棱镜类型不推荐）
Ｌ
Ｎ
Ｍ， Ｎ， Ｏ， Ｐ
③Ｋ
Ｉ
① Ｊ
Ｋ， Ｌ Ｊ
（ 四面体类型不推荐）
图 １ ＳＯＬＩＤ１８５ 单元图
２６ 机械工程师 ２００８ 年第 ５ 期
专题报道
模具加工 技术与 设备 Ｓ Ｐ ＥＣＩＡＬ ＲＥＰ ＯＲＴ
其优点在于 ８ 个节点的分布能真实有效拟合弹塑性 材料的变形， 划分网格图如图 ２ 所示。
（ ２） 动态过盈配合时， 选取内衬 １００ 处截面上任一节 点 ， 设 置 自 由 度 为 轴 向（ Ｚ） 位 移 １００ｍｍ， 分 析 类 型 为 静 态、大变形效应， 接触时间设置为 ２５０ｓ， 开启自动时间步， 最大子步骤数为 １００００， 最小子步骤数为 １０。
经迭代计算， 所设参数收敛效果较好， 表明计算结果 可靠有效。 ２．３ 结果分析
专题报道
Ｓ Ｐ ＥＣＩＡＬ ＲＥＰ ＯＲＴ 模具加工 技术与 设备
基于 ＡＮＳＹＳ 组合模具过盈配合有限元分析
郝兆朋， 张永军， 范依航 （ 哈尔滨理工大学 机械动力工程学院， 哈尔滨 １５００８０）
摘 要： 在细长杆冷成形自动锻压机新产品的研制过程中， 为判断其组合模具结构设计是否符合要求， 文中用接触有限
该模具采用钢性卸料和下出料方式
（ １） 落料力查表 !＝３００ＭＰａ，
（ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ＆ Ｐｏｗｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｈａｒｂｉｎ Ｕｎｉｖ． Ｓｃｉ． Ｔｅｃｈ， Ｈａｒｂｉｎ １５００８０， Ｃｈｉｎａ）