生热率主要参考资料.doc

镀膜圆柱滚子轴承的热机耦合分析 轴承热机耦合分析指的是在分析轴承的热(温度场)、机械(应力场和位移场)问题 时，必须考虑其相互影响，进行热物理场和机械物理场的耦合研究。 轴承的温度解析是以建立的摩擦热计算模型和热传递模型为基础，轴承的摩擦 热和热传递的解析非常复杂 在结构分析中的载荷实例为：位移、力、压力、温度(热应变)和重力；在热分析中的载荷实例为：温度、热流、对流、内部生热率、热通量、无限表面等。 通常将Dm × n值超过 1.0×106mm/min 的滚动轴承称为高速轴承。由于轴承的高速运转，滚道、滚动体以及保持架在运动的过程中生成的摩擦发热量大，所以将不同类型的轴承的 d×n 值(d 为滚动轴承的内径，单位 mm；n 为轴承转速，单位 r/min)限定在某一范围内，如：圆柱滚子轴承为 120000、深沟球轴承、角接触球轴承和调心球轴承设定为 160000。 摩擦热量的确定 滚子轴承通常都设计成线接触或修正线接触，其接触面基本上是矩形的，在长 轴的端部，接触区则往往会成椭圆形。此时，接触面上主要的滑动摩擦力基本平行于滚动方向其主要由表面变形引起。工作中的滚动轴承的摩擦引起温度上升，并可用阻力矩来衡量。对于中重载荷下的球和滚子轴承，摩擦产生的主要原因是滚动体和滚道接触变形区内的滑动。因此，轴承发热量主要由轴承的摩擦力矩引起。 在具有不同温度的物质之间，有三种基本的传热模式：固体内的热传导，固体 与运动的流体(或表面上是静止的液体)之间的热对流，以及两个由空间相互分开的物质之间的热辐射。虽然还有其他形式的传热模式存在，如对气体热辐射与液体内的热传导，但对大多数轴承的应用来说，它们的影响很小，常常可忽略不计。 由于滚动轴承是由几个部分组合在一起的不连续结构，经典的分析传热的方法 不能用来求解系统温度。经典的方法是用微分方程来描述系统并求解这些方程。另一方面，则必须用有限差分法来获得数值解。为了将有限差分法应用在稳态传热上，需要在分析系统中选择一些节点。在每个节点上流入的热流量应等于流出的热流量。如图 3-5。为了简化计算，对模型进行一下假设： 普通 NU306E 与镀膜 NU306E 温度场的分析 轴承的热源可以以热流率、热流密度、生热率三种形式加载到有限元模型上。 热流率：作为节点集中载荷，主要用于线单元模型中。如果输入的值为正，代 表热流流入节点，但是温度与热流率同时施加在一节点上则 ANSYS 读取温度值进行计算。 热流密度(W/m2 )：是通过单位面积的热流率，作为面载荷施加在实体的外表面 或表面相应单元上。热流密度适用于实体和壳单元。 生热率(W/m3 )：作为体载荷施加在单元上，可以模拟化学反应生热或电流生热， 单位是单位体积的热流率。