三排滚柱式转盘轴承缓慢摆动时滚子和滚道之间会产生微动损伤,严重时会引发滚道裂纹的萌生、扩展,甚至滚道剥落,加速转盘轴承失效。这里利用非线性弹簧代替滚子的有限元简化方法,对比滚子压缩试验,获得滚子与滚道最大接触载荷,然后建立滚子与滚道接触的局部有限元模型,研究圆柱滚子在微动情况下纯滑动工况、纯滚动工况及滑动-滚动工况的损伤情况,分析摩擦系数和滑动位移对等效应力、交变应力和接触应力影响,为工程实际选型提供参考。

基于ABAQUS建立转盘轴承对数修形滚子与滚道接触的局部有限元模型,分析对数修形滚子在滚动和滑动工况下转盘轴承的应力分布。结果表明随滚动和滑动的速度增加,应力分布趋势相同,但应力值变化不大,可以忽略速度对应力分布的影响。载荷较小时,滚道上应力分布均匀。载荷较大时,滚子端部与滚道接触位置应力明显增加。随载荷增加,模型整体应力值变大。摩擦因数增加,滚道上应力分布均匀,等效应力和接触应力变化不大,交变应力变大,且最大交变应力向滚道表面移动。

基于ABAQUS建立回转支承局部三维有限元模型,将有限元计算的滚动体滚动速度与理论计算对比,检验出仿真的合理性,同时对回转支承进行动态分析,研究摩擦因数对回转支承应力应变和疲劳寿命的影响。仿真的结果和赫兹理论对比表明：摩擦力的作用使后接触区的应力大于前接触区的应力,应力中心不完全关于接触点对称分布,随着摩擦因数增大,次表层的最大应力有向滚道表面移动趋势。反映出回转支承的滚道的疲劳损伤萌生随着润滑效果的变差而变浅,为进一步分析回转支承的疲劳失效原因和动态优化设计提供理论依据。

利用ABAQUS有限元软件建立单排四点接触转盘轴承球与沟道接触的局部模型,通过对比Hertz理论计算的最大接触应力验证模型的正确性,以接触次表层的正交剪应力和等效应力作为疲劳损伤的评价依据,分析不同摩擦因数对滚动接触次表层正交剪应力幅值、到沟道表面的深度以及等效应力变化的影响。结果表明随着摩擦因数的增大,最大正交剪应力交变幅值有所增加,疲劳损伤萌生位置的深度减小,转盘轴承的寿命减小。

为研究最大输出扭矩工况下AK33双伺服动力刀架刀具驱动模块的动态性能,文章基于Hertz接触理论及有限元仿真对6级7齿轮传动链进行分析。对传动链齿轮啮合强度进行理论计算,利用SolidWorks进行参数化精确建模,基于ABAQUS/Explicit显式动态分析方法对瞬态啮合过程进行动态仿真,将接触仿真结果与赫兹接触理论计算结果相比误差为8.27%,表明了所建有限元模型合理。通过对数控刀架驱动模块传动链的动态特性研究,直观了解动力传动的应力分布状态,发现传动过程中存在载荷冲击且齿向载荷分布不均,其应力极差为382.50MPa。指出数控刀架动力模块有待提高的具体因素,为动力刀架的研发及改进提供一定的理论依据和技术参考。