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3.3 接触系统的有限元技术 21
3.4 实常数和材料特性 22
3.5 本章小结 22
第四章. 圆柱滚子轴承接触分析 23
4.1 圆柱滚子轴承接触问题几何描述 23
4.1.1 接触类型 23
4.1.2 圆柱滚子轴承Hertz接触应力 23
4.2 Hertz理论计算 25
4.3 圆柱滚子轴承有限元分析 26
4.3.1 轴承实体建模 26
4.3.2 轴承的材料 27
4.3.3 有限元网格划分 27
4.3.4 边界条件及接触模型设置 28
4.3.5 求解设置 29
4.3.6 有限元后处理结果分析 30
4.4 本章小结 34
第五章. 总结及展望 35
致谢 36
参考文献 37
第一章. 绪论
1.1 研究的意义及目的
滚动轴承等零件，在受到高的接触应力的反复作用之下，在接触表面的局部区域会产生小的金属剥落，形成麻点和凹坑，导致零件运转噪声变大，振动加剧，温度升高，加快零件的磨损导致失效。因此，设计时需要考虑接触静强度以及疲劳强度。
1.2 滚动轴承的功能和类型
滚动轴承指利用球或滚子的滚动来实现最小摩擦，限制一个物体对另一物体运动的各类型轴承。大多滚动轴承使轴相对某固定结构作旋转运转；有些滚动轴承则做平移运动，就是在静止轴上作往复直线运动；只有很少的轴承同时使两部件作相对直线和旋转运动。滚动轴承通常总有一组钢球或滚子，来支承轴并固定在轴承座中，作用是保持轴在径向空间是正确位置。滚动轴承具有的优点：
1. 滚动轴承摩擦力矩低于普通流体动压轴承，热损耗较低；
2. 滚动轴承对载荷变化的敏感性小于普通流体动压轴承；
3. 滚动轴承的静摩擦力矩仅略高于它的动摩擦力矩；
4. 滚动轴承的轴向尺寸小于流体动压轴承；
5. 滚动轴承只需要少量的润滑剂便能正常运转，可以省去昂贵的润滑系统。某些还有长寿命的自润滑能力；
6. 一定范围内，良好的滚动轴承性能不会被速度、载荷、工作温度的改变明显影响；
7. 某些滚动轴承能承受径向载荷的同时，也能承受轴向载荷；
8. 对于给定的滚动轴承，在很大的载荷和速度范围内都具有良好的性能。
滚动轴承可以按尺寸分类，也可以按载荷方向分类。有微、小、中小、中大、大、特大型轴承，向心、止推、向心推力轴承。
1.3 轴承及轴承类产品分析的难点
轴承是精密的机械元件，在机械中同时是载荷支承件和运动连接件，滚动轴承使相互转动的固定体与活动体之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，低摩擦损耗。滚动体和圈体的接触时分析滚动轴承的难点，滚空载情况下，与圈体一点接触，然而随着载荷的变大，点接触变面接触，接触区域的形状、大小、位置、摩擦力分布和接触面压力等接触参数在分析前未知，根据外载荷的变化而变化，是边界非线性问题，所以它一直是工程学以及力学共同面临的难题，数值分析方法难度很大，接触问题不存在通用解法，因为其普遍性和复杂性，计算分析就显得十分重要。不考虑游隙，分析静态接触问题。对实际工况下轴承有重要意义。
接触问题是非线性的，接触半径很小，因此有限元模型网格划分是一关键问题，占用计算机资源大，计算时间长。接触部位要网格细化，要另外占用大量的内存空间，损耗大量计算机资源，就算在小型工作站上去完成非线性接触问题的分析计算，仍旧只能进行少数接触面的精确分析，一旦接触面较多，就需要在小型计算机上完成。
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