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基于FEM和RSM的深穴圆柱滚子优化设计
  • ISSN号:1007-4708
  • 期刊名称:《计算力学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TH133.332[机械工程—机械制造及自动化] O224[理学—运筹学与控制论;理学—数学]
  • 作者机构:[1]西南石油大学机电工程学院,成都610500
  • 相关基金:四川省科技创新苗子工程(2014-025); 国家自然科学基金(51474180)资助项目
中文摘要:

为消除圆柱滚子端部的应力集中现象,提高滚动轴承的疲劳寿命,对圆柱滚子内修形-深穴结构的形状控制参数(深穴开口度k、深穴长度l、深穴锥角α)进行了分析,建立了滚子接触有限元(FEM)模型。基于响应曲面法(RSM),建立了以滚子端部与中间接触应力差最小为优化目标,以k,l和α为设计变量的优化数学模型,并对响应面模型进行了求解,得到一组最优解,通过对比分析表明深穴滚子可以有效地降低滚子端部的应力集中现象,优化后深穴滚子应力分布更为均匀,避免了因局部应力过大而过早发生疲劳失效;采用FEM与RSM相结合的优化方法操作简单、效率高,可将其应用于其他机械零部件的优化设计。

英文摘要:

In order to eliminate the stress concentration phenomenon of cylindrical roller ends for improving the fatigue life of roller bearing,the shape control parameters of deep cavity were analyzed,such as opening degree k,cavity length l and cavity cone angleα.The finite element contact model of roller was established.Based on response surface method(RSM),the optimization model of deep cavity was established,the minimum of stress difference between roller ends and middle part was chosen as optimal objective,k,l andαas design variables.The response surface model was solved,and a set of optimal solutions were obtained.Compared with other rollers,deep cavity roller can improve the stress concentration effectively.The contact stress distribution of cylindrical roller with optimized deep cavity is more homogenous,which could avoid the premature fatigue failure of roller bearing for local stress is too large.The combination method of FEM and RSM is simple and efficient,which can be used for other mechanical parts.

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期刊信息
  • 《计算力学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:大连理工大学 中国力学学会
  • 主编:程耿东
  • 地址:辽宁省大连理工大学《计算力学学报》编辑部
  • 邮编:116024
  • 邮箱:jslxxb@dlut.edu.cn
  • 电话:0411-84708744 84709559
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-4708
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1373/O3
  • 邮发代号:8-180
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵双效期刊,Ei Compenelex收录期刊,获2003年大连市期刊最佳印制奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:9563