航空电机轴承热机耦合的有限元数值模拟

疲劳剩余 F
的 预测[5] %采用有限元软件Ansys分
的
和
定
仿真分析，以
仿真结果作为载
热-机
耦合仿真分析，
和载荷同时作用
应力分布的影响％为有效的延
用，
提
机载设备 的可靠性奠定基础％
1轴承的损耗计算和传热分析
1.1损耗计算
本文采用深沟球轴承作为航空电机的主轴轴承,
结构参数如表1所示。
表1轴承结构参数
ZHUO Liang1，2，ZHAO Fei1，2，WANG Zixuan1，2，MA Lili3
(1. Guizhou Aerospace Linquan Motor Co. ，Ltd，Guiyang 550081，China ；
2. National Engineering Research Centro foo Small and Special Precision Motoro，Guiyang 550081， China ； 3. Beijing Powco Machinery Research Institutr，Beijing 100074， China)
发/发电
(2018-Y-J-6)。
作者简介：卓 (1986),男，硕士，工程师，研究方向为航空航天
电机技术。
赵 飞(1980),男，硕士，高级工程师，研究方向为航空航天特种电机设计。
8期
卓 亮等：航空电机轴承热机耦合的有限元数值模拟
-17 -
润滑接触的疲劳 [3]%闫晓亮 混合润滑
状
的疲劳
，对影响混合润
摘要：轴承作为航空电机结构中的关键组件，在运转中容易产生很高的热量导致变形，进而影响轴承的寿命和可
靠性，为 sys Workbench中
电机
发热所带来的失
，采用热机耦合的仿真方法，
的
和耦合应力 仿真计算，得到有限元数
型的 结果为
设置，在An的设计、优化
和失效分析提 参考 ％
关键词：
；失；热机耦合；有限元数值模拟
beck 理论、John Goodman 理论、Aeid Palmgren 理论
和L-H理 ，
实工程中的
，
轴承的疲劳
节因素 发展，
Guhmrmo E等对表面疲劳
，
接
触表面润滑性能的降低或 条件的恶化，通过对
接触 应力 一个惩罚函数来描述表面产
生 的影响因素，并在滚
接触疲劳的疲劳
程中明确
表面产生的损伤，将 滚动
Abstract: Beering as a important component in the structure of aero-motor，producc high heat which causes deformation in operation，and Cecte tie lih and reliability of tie bearing. Cn ordeo ta reseerch the Invalid problem caused by the heating of the beOng of aere-motoo， the therm—■mechaniccl coupling simulation method waeueed AneseWoekbench， theeteadstempeeatueeand cou­ pling stress of the deep groova b—l be—ng were set up. The results of finite element numeaccl simulation provide a referencc foe be—ng design，optimization and failure analysis. Key words : beeeng ； invalid ； theanal-mechanico1 coupling ； fnite element numeaco1 simulation
第52卷第8期 2019年 8月
微电机
MICROMOTORS
Vol. 52. Ng 8 Aug. 2019
航空电机轴承热机耦合的有限元数值模拟
卓 亮2,赵 飞1>2,王梓璇1>2，马立丽3
(1.贵州航天林泉电机有限公司，贵阳550081； 2.国
电机工程技术研究中心，贵阳550081；
3.北京动力机械研究所，北京100074)
接触的传统的表面内产生的疲劳风险
合
分析'2(。Prashant Thapliyal -
铜纳米 ：对
ACSCE-52100
的 滚 接触疲劳 的影响，
表明，铜纳米颗粒的掺合并不能显著提高混合 润滑剂的摩擦性能，然而，纳米 的使用大大提
收稿日期：2019—05 — 14
基金项目：中国航天科工集团创新基金：无人用内
o引言
电机
可靠性、
性、低成本
的发展，作为 电机关键组件的
的
工作条件也
，通过 年 众多航
电机 的发展，
的失效统计可以发现，B
的疲劳
大大的提高，在电机
的各类实效中疲劳
，
因
磨
、温升过高、
繁、润滑不良 振动
原因， 原因［1］，
的疲劳破坏成为
坏的主要
影响 的寿命和可靠性。
的疲劳
早期 基于Richard Sti-
滚珠数 12
内径/ mm 30
外径/ mm 62
/mm 16
轴承模型如图1所示，在建模的过程中，由于
滚
的棱 倒 部位受载
的接触应
力、
的影响
小，因忽略此部分％另
，出于分析 的考虑，也不考虑保持架的影响％
图1轴承模型
电机中的损耗为机械损耗％ a 旋转过程中的摩擦力矩 ，计算时，外载
仅考
虑预紧力，
摩擦力矩的影响因素(
中图分类号：TM351； TH133. 3
文献标志码：A
文章编号：1001-6848(2019)08-0016-04
Finite Element Numerical Simulation of Thermo-mechanical Coupling of Aviation Motor Bearings
滑状态性能的因素
分析，在考虑非牛顿和表
面形貌效应的混合润滑 基础上，提出 表面应力和疲劳 预测方法⑷。徐东 传统方
法在预测
疲劳剩余 时的准确性和可信度
存
的
，以非性动力学为基础：球
缺陷生长机理，以改进的EMD方法作为球轴承
性能退
的提取手段，结合Paris理论可预测
个
疲劳剩余
的
，提出
疲劳
余 预测模型，实现个