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随着我国高速铁路的快速发展,对高铁轴承的需求越来越大,而高铁轴承关键技术却掌握在国外著名轴承厂商手中,因此针对高速铁路车辆对轴承的急需,开发高可靠性配套轴承,突破轴承结构优化、仿真分析等关键技术研究已成为当务之急。文章将计算多体系统动力学理论应用到高铁轴承保持架动态仿真分析和结构优化设计中以及将有限元法应用到轴承的热分析中。 对于高铁轴承保持架的优化设计,文章首先考虑了润滑油膜对轴承动态特性的影响,建立了基于弹流润滑理论的高铁轴承动力学仿真模型。并利用上述仿真模型计算了轴承滚子与滚道、滚子与保持架之间的法向接触力参数和库伦摩擦力参数,在ADAMS中对保持架的角速度变化和质心位移变化进行动态仿真分析,以此来衡量轴承动力学仿真模型建立的准确性和轴承保持架运转的平稳性。最后,在上述研究的基础上,利用ADAMS中的优化设计功能对保持架的结构进行优化设计研究。 对于高铁轴承的热分析,文章首先考虑了轴承安装布置以及工作环境对高铁轴承温度场研究的影响,建立了简化的轴承系统温度场分析模型。并在在生热局部法的基础上,利用数值分析软件MATLAB计算轴承的摩擦发热率。最后,在有限元软件ANSYS中,利用创建的轴承系统有限元模型,分析轴承滚子、内圈、外圈的温度分布状态以及轴向载荷、转速对轴承温升的影响。结果显示,内圈、外圈靠近内侧的承载区域的温度较高,并且轴向载荷、转速对滚子影响最大,内圈次之,外圈最小。