减震器轴承强度校核方法pdf本发明公开了一种减震器轴承强度校核方法，包括步骤一：将减震器轴承的装配体在前处理软件中进行网格划分，建立有限元模型，同时建立减震器轴承的各零部件之间的连接关系，并赋予各零部件材料属性，施加载荷和边界条件，所述有限元模型包括上盖、下盖、轴圈、座圈、滚珠和弹簧，确保实际工况中载荷路径的传递是正确的；步骤二：根据所述有限元模型计算减震器轴承的静强度和上盖、下盖之间的干涉情况；步骤三：在传动分析软件中建立减震器轴承模型，并加载载荷，计算减震器轴承滚道处的三项载荷，分别为滚道的最大接触应力、椭圆截断和滚珠

　　(19)国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 114692314 A (43)申请公布日 2022.07.01 (21)申请号 3.X G06F 30/23 (2020.01) F16C 19/16 (2006.01) (22)申请日 2022.04.21 G06F 111/04 (2020.01) (71)申请人 人本股份有限公司 G06F 119/14 (2020.01) 地址 325000 浙江省温州市经济技术开发 区滨海五道515号 申请人 上海人本集团有限公司 温州静音轴承有限公司 (72)发明人 童学根曾翔谢辉刘旭东 江闯闯 (74)专利代理机构 温州瓯越专利代理有限公司 33211 专利代理师 李祎帆 (51)Int.Cl. G06F 30/15 (2020.01) G06F 30/17 (2020.01) 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (54)发明名称 减震器轴承强度校核方法 (57)摘要 本发明公开了一种减震器轴承强度校核方 法，包括步骤一：将减震器轴承的装配体在前处 理软件中进行网格划分，建立有限元模型，同时 建立减震器轴承的各零部件之间的连接关系，并 赋予各零部件材料属性，施加载荷和边界条件， 所述有限元模型包括上盖、下盖、轴圈、座圈、滚 珠和弹簧，确保实际工况中载荷路径的传递是正 确的；步骤二：根据所述有限元模型计算减震器 轴承的静强度和上盖、下盖之间的干涉情况；步 骤三：在传动分析软件中建立减震器轴承模型， 并加载载荷，计算减震器轴承滚道处的三项载 荷，分别为滚道的最大接触应力、椭圆截断和滚 A 珠承载率。本发明的减震器轴承强度校核方法能 4 够提高对减震器轴承开发过程中强度计算的准 1 3 2 确性和高效性。 9 6 4 1 1 N C CN 114692314 A 权利要求书 1/1页 1.一种减震器轴承强度校核方法，其特征在于，包括： 步骤一：将减震器轴承的装配体在前处理软件中进行网格划分，建立有限元模型，同时 建立减震器轴承的各零部件之间的连接关系，并赋予各零部件材料属性，施加载荷和边界 条件，其中，所述有限元模型包括上盖、下盖、轴圈、座圈、滚珠和弹簧，确保实际工况中载荷 路径的传递是正确的； 步骤二：根据所述有限元模型计算减震器轴承的静强度和上盖、下盖之间的干涉情况； 步骤三：在传动分析软件中建立减震器轴承模型，并加载载荷，计算减震器轴承滚道处 的三项载荷，分别为滚道的最大接触应力、椭圆截断和滚珠承载率。 2.根据权利要求1所述的减震器轴承强度校核方法，其特征在于：所述材料属性包括减 震器轴承座圈、轴承、滚珠的弹性模量和泊松比，以及上盖、下盖由试验获取的应力应变曲 线生成的Mooney‑Rivlin两参数。 3.根据权利要求1所述的减震器轴承强度校核方法，其特征在于：所述“建立减震器轴 承的各零部件之间的连接关系”具体包括：座圈和滚珠、轴圈和滚珠采用摩擦副，上盖与轴 圈、下盖与座圈采用绑定接触，弹簧与下盖采用摩擦接触副进行模拟。 4.根据权利要求1所述的减震器轴承强度校核方法，其特征在于：所述“施加载荷和边 界条件”具体包括：所述对上盖上表面施加全约束，在弹簧表面施加不同形式的载荷。 5.根据权利要求1所述的减震器轴承强度校核方法，其特征在于：所述“根据所述有限 元模型计算减震器轴承的静强度”具体包括：通过将有限元模型导入到有限元分析软件中 进行求解，获取上盖、下盖、轴圈、座圈、滚珠的等效应力，与各零部件材料的强度阈值进行 比较确定所述减震器轴承结构是否满足强度要求。 6.根据权利要求1所述的减震器轴承强度校核方法，其特征在于：所述“根据所述有限 元模型计算减震器轴承的上盖、下盖之间的干涉情况”具体包括：通过有限元模型测量出上 盖与下盖内外侧之间的距离，再对加载变形后上盖与下盖之间相对应位置的距离进行测 量，获取变形后的间隙量，获取干涉数据。 7.根据权利要求1所述的减震器轴承强度校核方法，其特征在于，所述“计算减震器轴 承滚道处的三项载荷”具体包括：采用传动分析软件对减震器轴承进行建模，借用传动分析 软件中类似的拥有大接触角的角接触球轴承模块来进行建模，在建模过程中至少内外圈沟 曲率半径、滚珠中心径、滚珠个数三个参数均按常规设置，另外，挡肩高度参数采用自定义 设置。 8.根据权利要求1所述的减震器轴承强度校核方法，其特征在于：利用轴承中心点的点 载荷来计算三项载荷。 9.根据权利要求1所述的减震器轴承强度校核方法，其特征在于，包括有： 步骤四：计算减震器轴承承载能力，获取轴承承载能力曲线，具体为：在轴向力一定时， 寻找径向力与倾覆力矩的关系，既首先确定轴向力大小，然后固定一个径向力大小，以不同 的倾覆力矩组成载荷谱，得到在此径向力下，接触应力及椭圆截断刚好不合格时的倾覆力 矩，得到一个坐标，按照同样的方法改变径向力大小，再得到对应的倾覆力矩，最终绘制成 轴承承载能力曲线页 减震器轴承强度校核方法 技术领域 [0001] 本发明涉及一种减震器轴承强度校核方法。 背景技术 [0002] 汽车减震器是车轮与车体之间的弹性连接传力部件，主要作用是抑制弹簧吸震后 反弹时的震荡及来自路面的冲击，加速车架与车身振动的衰减从而改善汽车的行驶舒适 性，汽车减震器包括减震器轴承，减震器轴承的性能直接影响汽车减震器的性能，影响驾驶 者的驾驶体验及乘客的乘车体验。为提高汽车行驶的舒适感和安全性，通常减震器轴承的 性能需要在设计初期进行各方面验证和校核，现有的技术方法仅通过公式或试验验证或对 标数据的方法去得到验证结果，显然不能满足要求。 发明内容 [0003] 针对现有技术的不足，本发明提供了一种减震器轴承强度校核方法，用于实现减 震器轴承开发过程中强度计算的准确性和高效性。 [0004] 为实现上述目的，本发明提供了一种减震器轴承强度校核方法，包括： 步骤一：将减震器轴承的装配体在前处理软件中进行网格划分，建立有限元模型， 同时建立减震器轴承的各零部件之间的连接关系，并赋予各零部件材料属性，施加载荷和 边界条件，其中，所述有限元模型包括上盖、下盖、轴圈、座圈、滚珠和弹簧，确保实际工况中 载荷路径的传递是正确的； 步骤二：根据所述有限元模型计算减震器轴承的静强度和上盖、下盖之间的干涉 情况； 步骤三：在传动分析软件中建立减震器轴承模型，并加载载荷，计算减震器轴承滚 道处的三项载荷，分别为滚道的最大接触应力、椭圆截断和滚珠承载率。 [0005] 进一步地，所述材料属性包括减震器轴承座圈、轴承、滚珠的弹性模量和泊松比， 以及上盖、下盖由试验获取的应力应变曲线生成的Mooney‑Rivlin两参数。 [0006] 进一步地，所述“建立减震器轴承的各零部件之间的连接关系”具体包括：座圈和 滚珠、轴圈和滚珠采用摩擦副，上盖与轴圈、下盖与座圈采用绑定接触，弹簧与下盖采用摩 擦接触副进行模拟。 [0007] 进一步地，所述“施加载荷和边界条件”具体包括：所述对上盖上表面施加全约束， 在弹簧表面施加不同形式的载荷。 [0008] 进一步地，所述“根据所述有限元模型计算减震器轴承的静强度”具体包括：通过 将有限元模型导入到有限元分析软件中进行求解，获取上盖、下盖、轴圈、座圈、滚珠的等效 应力，与各零部件材料的强度阈值进行比较确定所述减震器轴承结构是否满足强度要求。 [0009] 进一步地，所述“根据所述有限元模型计算减震器轴承的上盖、下盖之间的干涉情 况”具体包括：所述的上下盖之间的干涉，由于减震器轴承的上盖、下盖材料基本采用的是 PA66或PA6，相对轴圈、座圈等金属材料变形较大，故需通过有限元模型测量出上盖与下盖 3 3 CN 114692314 A 说明书 2/3页 内外侧之间的距离，再对加载变形后上盖与下盖之间相对应位置的距离进行测量，获取变 形后的间隙量，获取干涉数据。 [0010] 进一步地，所述“计算减震器轴承滚道处的三项载荷”具体包括：采用传动分析软 件对减震器轴承进行建模，借用传动分析软件中类似的拥有大接触角的角接触球轴承模块 来进行建模，在建模过程中至少内外圈沟曲率半径、滚珠中心径、滚珠个数三个参数均按常 规设置，另外，挡肩高度参数采用自定义设置。 [0011] 进一步地，利用轴承中心点的点载荷来计算三项载荷，由于一般默认提供的是穿 透点A出的点载荷（X、Y、Z方向上的载荷），需将其转换到轴承中心B点的点载荷，由于X、Y方 向的载荷与Z轴垂直，故只需转换Z方向上的载荷，以方便加载。 [0012] 进一步地，所述的三项载荷计算，在传动分析软件中进行计算，获得滚道最大接触 应力、椭圆截断和滚珠承载率，从而判断结果是否满足要求，已达到优化结构的目标爱游戏。 [0013] 此外，为了追求更高的优化效果，本发明还包括有： 步骤四：计算减震器轴承承载能力，获取轴承承载能力曲线，具体为：在轴向力一 定时，寻找径向力与倾覆力矩的关系，既首先确定轴向力大小，然后固定一个径向力大小， 以不同的倾覆力矩组成载荷谱，得到在此径向力下，接触应力及椭圆截断刚好不合格时的 倾覆力矩，得到一个坐标，按照同样的方法改变径向力大小，再得到对应的倾覆力矩，最终 绘制成轴承承载能力曲线] 本发明的有益效果是：通过本发明的校核方法能够在减震器轴承的研发初期对其 性能强度进行计算，具有较好的准确性，能够提高减震器轴承研发设计的效率。 附图说明 [0015] 图1为本发明实施例的结构示意图； 图2为本发明实施例的点载荷的分布示意图； 图3为本发明实施例的轴承承载能力曲线的示意图。 具体实施方式 [0016] 本发明减震器轴承强度校核方法的实施例包括： 步骤一：将减震器轴承的装配体在前处理软件中进行网格划分，建立有限元模型， 同时建立减震器轴承的各零部件之间的连接关系，并赋予各零部件材料属性，施加载荷和 边界条件，其中，所述有限元模型如图1所示包括上盖1、下盖2、轴圈3、座圈4、滚珠5和弹簧 6，确保实际工况中载荷路径的传递是正确的； 步骤二：根据所述有限元模型计算减震器轴承的静强度和上盖1、下盖2之间的干 涉情况； 步骤三：在传动分析软件中建立减震器轴承模型，并加载载荷，计算减震器轴承滚 道处的三项载荷，分别为滚道的最大接触应力、椭圆截断和滚珠承载率； 所述的三项载荷计算，在传动分析软件中进行计算，获得滚道最大接触应力、椭圆 截断和滚珠承载率，从而判断结果是否满足要求，已达到优化结构的目标，为了方便进一步 的进行优化，提高效果，本发明的校核方法还包括有： 步骤四：计算减震器轴承承载能力，获取轴承承载能力曲线，具体为：在轴向力一 4 4 CN 114692314 A 说明书 3/3页 定时，寻找径向力与倾覆力矩的关系，既首先确定轴向力大小，然后固定一个径向力大小， 以不同的倾覆力矩组成载荷谱，得到在此径向力下，接触应力及椭圆截断刚好不合格时的 倾覆力矩，得到一个坐标，按照同样的方法改变径向力大小，再得到对应的倾覆力矩，最终 绘制成轴承承载能力曲线] 上述步骤中，所述材料属性包括减震器轴承座圈、轴承、滚珠的弹性模量和泊松 比，以及上盖、下盖由试验获取的应力应变曲线生成的Mooney‑Rivlin两参数。 [0018] 所述“建立减震器轴承的各零部件之间的连接关系”具体包括：座圈和滚珠、轴圈 和滚珠采用摩擦副，上盖与轴圈、下盖与座圈采用绑定接触，弹簧与下盖采用摩擦接触副进 行模拟。 [0019] 所述“施加载荷和边界条件”具体包括：所述对上盖上表面施加全约束，在弹簧表 面施加不同形式的载荷。 [0020] 所述“根据所述有限元模型计算减震器轴承的静强度”具体包括：通过将有限元模 型导入到有限元分析软件中进行求解，获取上盖、下盖、轴圈、座圈、滚珠的等效应力，与各 零部件材料的强度阈值进行比较确定所述减震器轴承结构是否满足强度要求。 [0021] 所述“根据所述有限元模型计算减震器轴承的上盖、下盖之间的干涉情况”具体包 括：所述的上下盖之间的干涉，由于减震器轴承的上盖、下盖材料基本采用的是PA66或PA6， 相对轴圈、座圈等金属材料变形较大，故需通过有限元模型测量出上盖与下盖内外侧之间 的距离，再对加载变形后上盖与下盖之间相对应位置的距离进行测量，获取变形后的间隙 量，获取干涉数据。 [0022] 所述“计算减震器轴承滚道处的三项载荷”具体包括：采用传动分析软件对减震器 轴承进行建模，借用传动分析软件中类似的拥有大接触角的角接触球轴承模块来进行建 模，在建模过程中至少内外圈沟曲率半径、滚珠中心径、滚珠个数三个参数均按常规设置， 另外，挡肩高度参数采用自定义设置。 [0023] 利用轴承中心点的点载荷来计算三项载荷，由于一般默认提供的是穿透点A出的 点载荷（X、Y、Z方向上的载荷），需将其转换到轴承中心B点的点载荷，由于X、Y方向的载荷与 Z轴垂直，故只需转换Z方向上的载荷，以方便加载。 [0024] 以上实施例，只是本发明优选地具体实施例的一种，本领域技术人员在本发明技 术方案范围内进行的通常变化和替换都包含在本发明的保护范围内。 5 5 CN 114692314 A 说明书附图 1/2页 图1 图2 6 6 CN 114692314 A 说明书附图 2/2页 图3 7 7

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