新能源汽车高速电机轴承动态力学性能分析开题报告

 2020-02-10 10:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

1.1研究背景

由于环保和节能的紧迫要求, 近年来新能源汽车迅猛发展。根据中汽协统计, 2018年, 我国新能源汽车销量超过100万辆, 同比增长40%~50%, 2030年内, 年度销售预计1500万辆. 家工信部2017年12月13日发布的《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划》将新能源汽车工程列入其中, 对新型动力驱动系统提出高效率、高集成、轻量化、低噪音振动的要求。驱动电机作为电动汽车的核心部件, 要求高可靠性、高功率密度、高效区广、调速范围宽、过载能力强。轴承本身作为精密零件, 是驱动电机的关键核心所在, 高可靠性的电机需要高性能轴承来保证, 目前我们国家轴承行业有一定的规模,然而生产的轴承都是中低端的,与发达国家相比,我国高端轴承的制造水平还存在很大的差距,高端轴承的市场基本被国外垄断。

轴承在高速,重载条件下的动态性能决定了机器运行的稳定性和可靠性,因此在高性能轴承的设计和研发中,对轴承进行动力学动态分析成为了至关重要的环节,轴承机械结构比较简单,但运动过程中碰撞十分复杂,再加上润滑油的影响,使得轴承的动力学模型的建立和分析求解过程非常的困难。而通过传统的实验方法进行研究,需要设计,生产样品,再建立现场运动模型,实现起来不仅耗时,而且研发效率低和研发成本高。

随着软件的发展,为轴承的动态分析提供了研究方向。在轴承的设计、制造、分析以及检测等领域,基于软件的仿真技术已经成为不可缺少的工具。因此建立轴承模型,通过仿真实验,了解掌握轴承的动力学性能,对于新能源高速点电机轴承的研发、制造、分析和检测等具有重要意义。

1.2国轴承研究现状

国外在很早以前就开始轴承力学模型的研究。最开始,人们只是根据理论的运动状态以及简单的力学关系分析轴承的载荷和运动情况。但分析的结果与实际情况出入较大。于1901年,Stribeck首先建立基于Hertz理轴承静力分析模型,推导出了钢球的径向载荷与最大载荷之间计算公式。此后Palmgren等人进一步深入研究,对轴承在力矩载荷、轴向载荷以及径向载荷作用下变形和滚动体受载分布进行分析。

1956年,JonesAB基于Coulomb摩擦定律研究了角接触轴承的拟静力学问题,分析了滚子运动以及摩擦作用,为球轴承的动力学分析研究打下了坚实的基础。1972年,Poplawski将Harris的计算方法做了进一步的完善,实现了零件的接触作用求解,但是瞬态运动情况依然无法求解。

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