转盘轴承被广泛应用于起重机、挖掘机、盾构机、堆料机、风力发电机等机械系统的回转机构中，在工作中同时承受径向载荷、轴向载荷和倾覆力矩的联合作用。最近几年，转盘轴承的力学计算问题引起了相关研究人员的关注。Amasorrai J.I.等利用套圈位移与滚道沟曲率中心之间趋近量的关系建立了单排四点接触球转盘轴承的静力学平衡方程组，通过求解计算得到了滚动体载荷。

Srecko GlodeZ等采用基于向量表示的方法建立了单排四点接触球转盘轴承的静力学模型，并在此基础上利用“应力一寿命”方法和“应变-寿命”方法计算了轴承的疲劳寿命。Xuehai Gao等建立了单排四点接触球转盘轴承平衡方程组，分析了轴承结构参数对最大滚动体载荷和轴承寿命的影响。Potonik P等采用向量来表示双排四点接触球转盘轴承的几何结构。并建立了轴承的静力学平衡方程组，通过对方程的求解得到最大滚动体载荷。

　　Guanci Chen等建立了双排四点接触球转盘轴承的数值计算模型，分析了轴承的几何参数对轴承承载能力的影响。这些研究工作在刚性套圈假设下建立转盘轴承的静力学平衡方程组，通过对方程的求解得到转盘轴承的滚动体受力情况。

　　为克服用刚性套圈轴承理论对转盘轴承分析的不足之处，研究人员采用有限元分析软件对转盘轴承进行了分析计。Daidie.A等在建立单排四点接触球转盘轴承的有限元模型时，将滚动体简化为沟曲率中心之间的非线性拉伸弹簧，计算了各滚动体的载荷分布和接触角。

　　Xuehai Gao等利用有限元模型分析单排四点接触球转盘轴承的载荷分布时，将滚动体简化为压缩弹簧单元，分析了各滚动体的载荷分布情况。Smolnicki，T-和Rusinski，E.在对双排四点接触球转盘轴承进行有限元分析时，将“滚道.滚动体一滚道”之间的作用用超单元来表示，分析了支撑结构的变形和柔性不均匀性对滚动体载荷的影响。尚振国掣到在对双排四点接触球转盘轴承的进行有限元分析时，将滚动体简化为压缩弹簧，分析了各滚动体的载荷分布情况。这些研究工作对转盘轴承的有限元模型进行了大量的简化。

　　本文的目的是利用有限元分析软件ANSYS建立双排四点接触球转盘轴承的实体有限元模型，通过求解计算得到轴承内部的受力状况，为轴承的参数设计和选型应用提供依据。

　　1实体几何建模

　　为尽可能减小转盘轴承有限元计算的规模.在进行有限元建模时作如下考虑：充分利用转盘轴承结构对称性和受载对称性，只建转盘轴承的1/2模型;忽略套圈上的连接螺栓孔和内圈上的轮齿结构;不考虑轴承内外圈因为制造工艺以及便于装配而设计的非应力集中的倒角。在ANSYS软件中，对套圈进行有限元建模的过程如下：首先，在转盘轴承的轴向截面中，建立截面轮廓线上的若干关键点。其次，在转盘轴承的轴向截面中，连接已定义的相邻关键点得到套圈轴向截面的轮廓线。然后，在转盘轴承的轴向截面中，由已定义的套圈的截面轮廓线生成内圈和外圈的截面。最后，将内圈截面绕轴承轴线旋转扫掠1800生成内圈实体;将外圈截面绕轴承轴线旋转扫掠1800生成外圈实体。

　　在对钢球进行建模时，先将工作平面平移到第一个钢球中心的位置，创建球体。在柱坐标系下按照一定的圆周间隔复制得到所有的钢球。

　　2网络划分和接触设置网络划分是有限元分析的关键的环节，是否按照结构要求合理划分网格直接关系到有限元模型的质量，影响计算速度和结果精度。轴承有限元模型中除了钢球为球体，内圈和外圈全是旋转体，含有许多的圆弧结构。用扫略或者六面体单元划分网络，均会产生不规则和畸形的单元，会造成计算的困难，因此，此处不使用扫略的方法和六面体单元。SOLID92单元是三维带有中间节点白q10节点四面体实体单元，该类型单元具有二次位移型函数.在保证计算结果精度的同时，能够用于复杂的模型，有较强的适应能力。适合用于圆弧边界的模型，因此，这里选取SOLID单元，用自由网络划分的方法对轴承模型进行网络划分，要达到缩短计算时间和改善计算结果精度的目的，要对钢球与内外圈可能接触部位的网格进行细化，另外还要保证接触区域的网格尺寸要小赫兹接触椭圆短半轴的1/2。

　　转盘轴承的钢球与内、外圈滚道之间的接触是个高度非线性问题，在未进行求解时不能够确定接触部位：载荷和边界条件发生变化时，产生接触的部位也会发生变化。由于面一面接触单元同时采用低阶与高阶单元，允许大变形、大滑动、单元不对称。不限制接触面的形状，接触单元比较少，因此这里轴承接触单元选择面面接触单元。将套圈滚道表面设置为目标面，目标面为刚性选择TARGETl70接触单元，将钢球表面为接触面.接触面为柔性选择ONTACTl74接触单元，建立接触对。

更多详细参考：轴承网（http://www.cnzhoucheng.cn）