[发明专利]一种盾构机主轴承保持架在受力及寿命方面的分析方法

权利要求书

1.一种盾构机主轴承保持架在受力方面的分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、在CERO软件中按照盾构机主轴承的实际尺寸建立刚体动力学三维模型

所述主轴承包括套圈、I类保持架、II类保持架、III类保持架、I类滚子、II类滚子和III类滚子；其中，所述套圈包括内圈、第一外圈和第二外圈；

选择I类保持架、II类保持架和III类保持架中的任意一种保持架作为后续步骤分析的关注对象，将所选择的任意一种保持架记作保持架A，并对保持架A接触区进行区域分割；

步骤S2、对由套圈、I类保持架、II类保持架、III类保持架、I类滚子、II类滚子和III类滚子构成的装配体进行Parasolid格式导出；

步骤S3、利用Python二次开发工具向ADAMS软件中导入由步骤S2导出的装配体，并建立如下参数：运动副、接触对、外载荷和转速；

其中，所述运动副包括内圈与地面之间的旋转副、第一外圈与地面之间的滑动副、第二外圈与地面之间的固定副以及保持架A骨架和接触区的固定副；

所述接触对包括滚子-保持架、保持架-套圈、滚子-套圈和保持架-保持架；

所述外载荷包括轴向力、径向力、倾覆力矩和转矩；

所述转速施加在内圈与地面之间的旋转副上；

步骤S4、将步骤S3中建立的各项参数输入ADAMS软件中，运行ADAMS仿真，对步骤S3计算结果提取保持架A接触区在外载荷下随时间变化的受力和运动情况，并输出接触力；

步骤S5、在CREO软件中建立保持架A的1/2三维模型，且保持架A的1/2是以保持架A圆弧切线的法平面为对称面分开的；

步骤S6、在ABAQUS软件中导入保持架A的1/2三维模型，记作模型A，并定义材料属性；

步骤S7、采用隐式动力学求解有限元模型，得到模型A的应力和应变，即保持架A的应力和应变。

2.根据权利要求1所述的盾构机主轴承保持架在受力方面的分析方法，其特征在于，在步骤S3中各所述接触对间的作用为碰撞接触，设置刚度为100000N/mm，阻尼为50N·s/mm，指数为1.5，穿透深度为1.5mm，静摩擦临界速度为0.1mm/s，动摩擦临界速度为10mm/s，静摩擦系数0.08，动摩擦系数0.05，分配系数0.15。

3.根据权利要求2所述的盾构机主轴承保持架在受力方面的分析方法，其特征在于，在步骤S3中，所述转速设置为2r/min。

4.根据权利要求3所述的盾构机主轴承保持架在受力方面的分析方法，其特征在于，在步骤S6中，在模型A中将模型A划分为若干六面体网格，网格对应于步骤S7中有限元模型中的单元，结点对应于步骤S7中有限元模型中的单元结点，由步骤S4输出的载荷经雨流计数法简化后，作为模型A的边界条件，载荷施加位置由Python二次开发工具进行确定；同时，在所述模型A的对称面施加对称约束。

5.根据权利要求4所述的盾构机主轴承保持架在受力及寿命方面的分析方法，其特征在于，所述网格尺寸为1mm。