以滚动轴承为例基于SolidWorks和ADAMS软件的汽车零部件动力学特性虚拟仿真分析研

0 前言

    长期以来在汽车设计制造领域，重要汽车零部件、动力总成的动力学及可靠性试验主要依靠台架试验及道路试验进行。作为必须要进行的性能验证，这个过程既要耗费大量的人力物力财力，同时更在时间上大大延缓了设计制造过程。而通过采用更为先进的计算机设计软件与虚拟样机模拟软件ADAMS的融合，构建设计试验平台可大大简化设计制造流程和减少试验成本，并且随着软件技术的发展和基础试验数据等的积累对于计算精度的不断修正，未来有望实现更高层面的完全虚拟仿真技术。

    滚动轴承作为一种重要的机械零件在汽车设计领域用途广泛，而滚动轴承的运转状态的恶化不仅能导致设备振动和噪声的加剧，而且可以引起机械系统的重大事故。目前国内外对于滚动轴承动力学的设计、制造方法、摩擦学、动力学和实验工作进行了比较深入的研究。但是由于滚动轴承组件中零件较多、运行工况复杂，已有工作往往对滚动轴承的运动状况进行了一定的简化。文中通过使用虚拟样机软件ADAMS，利用多体动力学技术，对滚动轴承的动力学进行全面仿真，分析滚动体一内外圈游隙、滚动体一兜孔游隙、润滑状况、工作负荷和转速等因素对滚动轴承运动情况的影响，研究磨损、波纹度和表面点蚀等故障因素对轴承工作产生的影响。该工作的研究对于指导滚动轴承设计、降低滚动轴承振动和噪声有重要价值。将滚动轴承虚拟原型运用到设计过程中，更可以大量节省开发费用，缩短开发周期，提高开发效率。

1 用建模

    1.1 软件简介

    为法国达索系统（Dassault Systemes S.A）下的子公司，专门负责研发与销售机械设计软件的视窗产品，著名的CATIAV5就出自达索公司之手。是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，使用了Windows OLE技术、直观式设计技术、剑桥提供的先进parasolid内核以及良好的与第三方软件的集成技术，使其拥有功能强大、易学易用、技术创新三大特点，该软件成为目前世界领先的、主流的三维CAD解决方案。

    1.2 模型设计

    首先尝试从库文件里直接调出某一型号的深沟球轴承，然后导入ADAMS软件进行仿真分析。但是实践证明，库文件里的标准件都是一体的，无法对滚动体、保持架、内圈等运动体一一进行分析。因此进行分开建模分析，基本流程为根据设计要求确定基本零件尺寸、做出基本零件体、实现总成装配，设计零件体及装配体如图1、2所示。