基于ABAQUS的关节轴承径向受载试验的热力耦合分析

霍亚军，尹忠慰，李虎林，曲艳峰

(上海交通大学 机械与动力工程学院，上海 200240)

关节轴承是一种球面滑动轴承，主要由外球面内圈和内球面外圈组成[1]。因为关节轴承的球形滑动接触面大，允许的倾斜角大，且多数关节轴承采用了表面磷化、镀铬、滑动面衬里及镶垫等特殊的工艺处理，所以具有结构简单、承受载荷大、抗冲击能力强、抗腐蚀、自调心、润滑好、耐磨损和长寿命等特点，广泛用于工程机械、工程结构、轻工机械、水利机械、军工机械等[1-4]。随着工业的飞速发展和新装备的研发，特别是在军事、航空航天和尖端科技领域，对关节轴承的性能提出了更高的要求。

目前，研究人员主要通过理论分析计算、试验和数值仿真的方法对关节轴承进行研究。文献[5]运用有限元法建立了关节轴承的仿真模型，并通过激光散射光弹法(SLP)测得环氧树脂模型的应力场，通过对比光弹性条纹与仿真结果，验证了有限元数值仿真模型的有效性，分析了配合间隙、轴承座是否为刚体等对试验和仿真结果的影响，并得出了经验公式假设的接触应力分布情况与实际不符的结论。文献[6]对自润滑关节轴承进行了三维顺序耦合热应力分析，并将仿真分析结果与相应的试验结果进行对比，验证了有限元分析方法的可行性，并分析了温度对接触应力的影响。文献[7]对大型推力关节轴承进行有限元仿真分析，研究了关节轴承在轴向载荷、纯径向载荷和轴、径向复合载荷3种情况下接触应力、球体内孔径向变形及轴向变形的变化规律，指出了内孔径的最大变形可作为确定轴承与轴配合间隙的理论依据。……