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基于ANSYS/LS-DYNA的圆柱滚子轴承动力学特性和故障模拟研究

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简介：
本研究利用ANSYS/LS-DYNA软件对圆柱滚子轴承的动力学特性及故障状态进行仿真分析，探讨其运行中的动态响应和故障机理。 以某齿轮箱GB2612圆柱滚子轴承为例，使用ANSYS LS-DYNA的APDL语言建立了该轴承的参数化有限元模型，并有效处理了包含摩擦因素的各种边界条件。通过仿真分析了轴承在正常工作状态和外圈剥落情况下的动态行为。进一步将这两种状态下获得的仿真信号进行了时域对比以及循环自相关函数分析，同时与实验数据进行验证比较，证明了该仿真的可行性。

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  • 基于ANSYS/LS-DYNA的圆柱滚子轴承动力学特性和故障模拟研究
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    本研究利用ANSYS/LS-DYNA软件对圆柱滚子轴承的动力学特性及故障状态进行仿真分析，探讨其运行中的动态响应和故障机理。 以某齿轮箱GB2612圆柱滚子轴承为例，使用ANSYS LS-DYNA的APDL语言建立了该轴承的参数化有限元模型，并有效处理了包含摩擦因素的各种边界条件。通过仿真分析了轴承在正常工作状态和外圈剥落情况下的动态行为。进一步将这两种状态下获得的仿真信号进行了时域对比以及循环自相关函数分析，同时与实验数据进行验证比较，证明了该仿真的可行性。
     
  • 基于ANSYS LS-DYNA的1416滚针轴承动力学仿真与分析——余光伟.pdf
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    本文通过应用ANSYS LS-DYNA软件，对型号为1416的滚针轴承进行了详细的动态特性仿真与分析，作者余光伟深入探讨了其在不同工况下的受力情况及运动行为。 为了研究滚针轴承的动态特性，在UG软件中建立其几何模型，并将其导入ANSYS LS-DYNA进行有限元分析。通过在外部圈施加局部载荷以及给空心轴设定转速，研究人员得到了接触应力、振动速度和加速度的变化规律。仿真结果表明滚动体自转与公转的速度接近理论值，证明了所用方法的可靠性。 滚针轴承因其结构紧凑及承载力强而被广泛应用在空间受限且径向载荷较大的机械设备中。B-1416型无内圈滚针轴承就是一个例子，它特别适合这类工况。然而，对其动态特性的深入研究对于优化设计和预测磨损与寿命至关重要。 研究人员首先使用UG软件创建了该类型滚针轴承的三维几何模型，包括对滚针、外圈及空心轴等组件进行精确建模。然后将此模型导入ANSYS LS-DYNA中，利用其强大的非线性有限元分析能力来模拟瞬态和非线性的动态行为。 通过在仿真过程中施加局部载荷于外部圈，并设定空心轴的转速条件，研究人员能够计算出滚针轴承运行时的关键性能指标。这些数据包括接触应力、振动速度及加速度等重要参数的变化规律。 最终结果表明滚动体自转和公转的速度与理论值非常接近，验证了所用分析方法的有效性。这为后续研究提供了坚实的基础，并有助于理解不同工况下滚针轴承的动态性能表现。 这项工作不仅加深了对滚针轴承在各种条件下的行为的理解，也为未来深入探讨其磨损机制、预测使用寿命和优化设计奠定了基础。通过这种方法，可以预期未来的相关研究将更加全面地分析疲劳及其它机械特性问题，并为实际应用提供更精确的数据支持与解决方案。
     
  • 基于SVM的滚动轴承故障诊断研究（2011年）
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    本研究探讨了利用支持向量机(SVM)技术对滚动轴承进行故障诊断的方法，并分析了其在2011年的应用进展和效果。 支持向量机（SVM）方法是在统计学习理论基础上发展起来的一种新型机器学习算法，并在故障诊断领域得到了广泛应用。本段落探讨了SVM分类算法在此领域的应用，并通过滚动轴承的实验进行了验证。
     
  • 转子系统中滚动轴承的非线性动力学模型研究
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    本研究聚焦于转子系统内滚动轴承的动力特性，构建并分析了其非线性动力学模型，以深入理解振动和噪声产生的机理。 滚动轴承-转子系统非线性动力学建模由白长青提出。该模型考虑了滚珠与滚道间的间隙以及轴承运行表面的波纹度，并提出了一个五自由度的非线性动力学模型，用于研究滚动轴承-转子系统的动态特性。
     
  • 基于显示动力学的滚动轴承故障诊断分析
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    本研究探讨了基于显示动力学方法在滚动轴承故障诊断中的应用，通过动态监测和数据分析，实现早期故障检测与预警。 轴承故障会严重影响机床设备及人员安全问题，常见故障形式包括滚动体破裂、剥落以及麻点缺陷等。通过采用ANSYS LS-DYNA的显示动力学分析方法对具有上述故障特性的深沟球轴承进行应力与接触力等方面的仿真，并将其结果与无故障状态下的深沟球轴承特性对比研究发现：在椭圆形接触区域内，滚动体出现明显的应力和应变现象；当发生滚动体破裂时，虽然对于应力分布区域的影响较小，但会显著增加其值；而一旦发生剥落，则不仅会对滚动体的应力分布产生重大影响，并且会导致相应的应力值急剧上升。
     
  • 基于CNN-LSTM模型改进的滚动轴承故障诊断方法研究
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    本研究提出了一种改进的CNN-LSTM模型，旨在提升滚动轴承故障诊断的准确性与效率。通过融合卷积神经网络和长短期记忆网络的优势，该方法能够有效识别滚动轴承早期微弱故障信号，为机械设备状态监测提供有力支持。 滚动轴承的运行状态对整机工作性能有重大影响。然而，目前常用的故障诊断方法存在依赖手工特征提取和鲁棒性不足的问题。因此，本段落提出了一种基于改进的一维卷积神经网络（1D-CNN）与长短期记忆网络（LSTM）集成的滚动轴承故障诊断方法。 首先，通过利用改进后的1D-CNN-LSTM模型对滚动轴承在六种不同工作状态下的分类识别进行了实验。结果显示，该提出的分类模型能够快速准确地识别出不同的运行状态，平均识别率达到99.83%；其次，在与一些传统算法进行对比测试后发现所提方法具有更高的精度优势；最后，通过引入迁移学习来评估改进后的模型在不同工况下的适应性和泛化能力。实验表明该模型具备较好的鲁棒性及高效性能，并且拥有较强的工程应用可行性。
     
  • 关于滚动轴承故障振动信号分析方法的研究
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    本研究致力于探索和改进用于分析滚动轴承在运行中产生的振动信号的方法，旨在通过深入理解这些信号来更早地预测并诊断设备故障。通过对现有技术进行评估及创新性开发新算法，力求提高滚动轴承的维护效率与可靠性，从而减少意外停机时间，提升工业生产的安全性和经济效益。 针对滚动轴承故障信号的非平稳性和非高斯特性,本段落提出了一种结合时域分析与小波分析的方法来进行故障诊断。基于对不同信号分析方法理论的研究，以滚动轴承外圈发生振动故障的情况为例，应用了多种信号处理技术进行研究和对比。结果表明，在对滚动轴承故障进行分析时，各种方法各有特点。因此在实际操作中可以综合运用时域分析与小波分析的方法来实现滚动轴承状态的实时监测以及精确地定位故障位置。
     
  • ANSYS Workbench轴承动力学仿真：内圈和外圈故障的模拟及实验验证
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    本文探讨了使用ANSYS Workbench进行轴承动力学仿真的方法，特别关注内圈与外圈发生故障时的表现，并通过实验数据进行了验证。 本段落探讨了使用ANSYS Workbench进行轴承动力学仿真的方法，并特别关注内圈、外圈故障与正常工作状态下轴承的动力学行为模拟。通过对比凯斯西储大学SKF轴承实验的结果，分析了仿真结果的精确度，结果显示振动加速度包络后的故障特征频率仅相差5%，证明了该模型的有效性。 关键词：ANSYS Workbench；轴承动力学仿真；内圈、外圈故障模拟；实验结果对比；振动加速度包络；故障特征频率。
     
  • 滚动轴承外圈故障动力学入门Matlab编程
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    本课程为初学者介绍如何使用Matlab进行滚动轴承外圈故障的动力学分析和模拟，涵盖基本理论与实践操作。 滚动轴承外圈故障动力学完整MATLAB程序非常适合初学者使用。