疲劳试验机主试验箱系统动力学特性分析

发布时间：2025-04-27 01:03

　　 针对自主研制的滚动接触疲劳试验机,探究其主试验箱系统在不同工况下的动力学特性。以主试验箱系统为对象,依据主试验箱结构特点和轴承特性分析,结合多体动力学方法,考虑箱体和主轴为空间柔性体,建立主试验箱的刚柔耦合动力学模型。通过对比保持架转速理论值与仿真值以及对箱体振动信号的测试分析,验证了模型的有效性。在此基础上,仿真分析不同转速、径向载荷工况下主试验箱系统的动力学特性,所获得的轴端振动信号表明:随着转速增加,振动加剧且变化速率增加;径向载荷与振动并非成简单的线性关系,在5 kN至12.5 kN的径向载荷作用下,系统的振动可以得到抑制。同时,所提取主试验箱系统最大应力在材料许可强度范围之内。研究结果对于疲劳试验机整机动力学特性研究与结构优化有一定参考价值。

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【部分图文】：

图1 滚动接触疲劳试验机结构示意图

该试验机主要由主试验箱、陪试验箱、加载系统、测控系统等组成，如图1所示。其中，主试验箱是其关键部件，内部结构主要为1根主轴和5个圆柱滚子轴承组成的轴承-转子系统，如图2所示。5个轴承从左到右依次编号为1-5号，考虑到1-3号轴承同型号，4-5号轴承同型号，因此，为避免文章篇幅冗余....

图2 主试验箱系统结构示意图

其中，主试验箱是其关键部件，内部结构主要为1根主轴和5个圆柱滚子轴承组成的轴承-转子系统，如图2所示。5个轴承从左到右依次编号为1-5号，考虑到1-3号轴承同型号，4-5号轴承同型号，因此，为避免文章篇幅冗余，后续分析中仅示例1号、5号轴承。2主试验箱系统动力学建模

图3 接触碰撞模型

疲劳试验机选用圆柱滚子轴承，弹性力部分适用于线接触模型，采用Palmgren[10]线接触趋近量计算公式计算，即接触变形与接触力的关系为式中：Q为法向接触负荷；l为线接触长度；η为两接触物体的综合弹性常数，且，其中E1、E2为两种接触材料的弹性模量；μ1、μ2为两种接触材料的泊松....

图4 主轴部分模态振型

主试验箱系统由箱体、轴承、主轴、挡圈组成。系统工作时，轴承内部产生的碰撞与冲击会传递到外部箱体上。刚性箱体会加剧系统的冲击，影响轴承旋转精度与承载能力。同时，为了便于后续提取箱体上表面指定位置的振动加速度信号，对箱体、主轴两个部件做柔性化处理，建立刚柔耦合模型。本文采用Adams....

本文编号：4041640