法的弹性趋近量的变化曲线于时，弹性趋近量变化不大，大于时，该值明显增大。重载荷吨时的有限元结果将载荷数据修改为吨，分别得到不同空心度下的有限元模型。计算后，通过后沈阳航空工业学院硕士学位论文处理分别得到滚动体变形量滚道变形量最大接触应力最大应力滚动体上最大的应力和弹性趋近量的数据见表。表不同空心度下轴承的参数变化空心度值滚动体变形量滚道变形量最大接触应力最大的应力滚动体最大的应力弹性趋近量对比轻重两种载荷作用下的有限元结果为了更清楚地观察到在轻载荷和重载荷作用下，结果有那些变化，将两次做得的数据进行对比分别见图，，，。沈阳航空工业学院硕士学位论文空心度变形量轻载作用下的滚动体变形量轻载作用下的滚道变形量重载作用下的滚动体变形量重载作用下的滚道变形量图两种载荷作用下滚动体和滚道的变形量对比图空心度应力值轻载作用下滚动体上最大应力轻载作用下最大的应力重载作用下滚动体上最大的应力重载作用下最大的应力图两种载荷作用下滚动体和轴承的最大应力对比图沈阳航空工业学院硕士学位论文空心度应力轻载作用下最大接触应力重载作用下最大接触应力图两种载荷作用下滚动体和滚道的最大接触应力对比图空心度轻载作用下的弹性趋近量重载作用下的弹性趋近量图两种载荷作用下弹性趋近量对比图通过对比两种载荷作用下的不同数据，发现变化趋势近似。观察图可以发现当空心度从变化到时，滚动体的变形量明显增大，因此接触区域的面积增大。从沈阳航空工业学院硕士学位论文图可以发现无论是轻载还是还是重载，当空心度从变化到时，轴承上最大的应力均出现急剧下降的情况。通过菜单可以找到最大的应力点，通过该点所附着的单元可以发现轴承最大的应力在滚道上。该应力急剧下降的原因可能是由于滚动体的空心度大于后，变形量明显增大，造成接触区域增大，从而使作用在滚道上的应力降低。为了证实猜想，分别提取吨载荷作用下空心度从变化到的应力图，如图到图所示。通过对比可以发现从图到图空心度小于应力的分布范围相差不大，但是图和图空心度为和中应力的分布范围明显增大，因此应力会下降。观察图，还可以发现当空心度小于时，滚动体上的应力变化不大，当空心度大于后，该应力急剧增大，说明滚动体发生破坏的可能性也增大。图实心滚动体的局部应力图图空心度为的局部应力图图空心度为的局部应力图图空心度为的局部应力图沈阳航空工业学院硕士学位论文图空心度为的局部应力图图空心度为的局部应力图图空心度为的局部应力图图空心度为的局部应力图图空心度为的局部应力图图空心度为的局部应力图沈阳航空工业学院硕士学位论文由于最大应力是判断材料是否发生塑性变形的标准，因此最大应力点就是材料发生破坏的危险点。找出该危险点的位置，对于研究和提高轴承的寿命具有重要意义。故此，列出轻载和重载作用时最大应力点的坐标如表所示。从表中表轻载和重载作用时最大应力点的位置空心度轻载重载可以看出轻载时，空心度从变化到时，除外，有相同点的最大应力点。提取空心度为时，坐标为，，处的应力值，发现该值是最大应力的，说明该值已接近最大应力。因此有理由认为在轻载吨作用时，空心度从变化到时，点，，是危险点，该危险点位于滚道的内侧。重载时，空心度从变化到时，除，外，有相同的最大应力点。分别提取空心度为和时，坐标为，，处的应力值，发现该值是最大应力的和，说明该值已接近最大应力。因此有理由认为在重载吨作用时，空心度从变化到时，点，，是危险点，该危险点位于滚道的外侧。无论轻载还是重载，最大应力点均发生在平面内。沈阳航空工业学院硕士学位论文本章小结本章建立了大型钛合金空心推力球轴承的参数化模型，通过对比不同空心度下轻载和重载两种载荷的作用结果得出如下结论当空心度在时，滚道的变形量始终大于滚动体的变形量，但两者的变形量比较接近，变化幅度不大。当空心度大于时，滚动体的变形量开始增大当空心度从变化到时，滚动体的变形量明显增大，造成接触区域的面积增大，引起出现在滚道上的最大应力急剧下降的情况。当空心度大于时，滚动体的变形量和最大的应力急剧增大，滚动体发生破坏的可能性增加。不同的载荷最大应力的位置不同，轻载作用时，滚道内侧发生破坏的可能性大于外滚道，重载作用时，滚道外侧发生破坏的可能性大于内侧。无论轻载还是重载，最大应力点均在平面内。沈阳航空工业学院硕士学位论文第章空心滚动体的优化在建立参数化钛合金空心推力球轴承受力分析的基础上，本章把有限元数值分析方法和优化理论结合，分别对该轴承在轻载和重载两种载荷作用下的空心滚动体的壁厚进行优化，在不影响轴承性能的条件下，确定出个最佳壁厚。优化设计的基本概念和方法优化设计属于软件的高级应用，在中所有的可以参数化的选项都可以做优化设计，但在优化设计之前必须进行参数化建模。优化设计是种寻求或确定最优设计方案的技术。所谓最优设计，指的是种方案可以满足所有的设计要求。也就是说，最优设计方案就是个最有效率的设计方案。最优化设计问题的基本数学表述如下对组选定的设计变量,试确定其具体的取值，使得以这些设计变量为自变量的多元函数在满足定的约束条件下，取得其最大值或者最小值。以上优化问题中的约束条件包括如下两个方面设计变量取值范围的限制条件。设计变量的取值要具有实际的意义，即需要满足定的合理性范围的限制，这些设计变量取值范围的限制条件可以表达为如下的不等式组,其中，为设计变量的总数，和分别为第个设计变量合理取值范围的下限以及上限。其他约束条件。设计变量的取值还需要满足以其为自变量的相关状态变量的约束条件，这些约束条件可以表达为如下的不等式组,,沈阳航空工业学院硕士学位论文其中称为状态变量，是以设计变量为自变量的函数，和分别为第个设计变量取值范围的下限以及上限,为约束状态变量的总数。基于的有限元优化设计技术是技术的延伸和扩展，有限元优化设计技术必须借助于实现参数化有限元分析过程才能实现。基于参数化有限元分析过程的设计优化包括的优化方法和设计优化术语。程序提供了两种优化的方法零阶方法和阶方法。这两种方法可以处理绝大多数的优化问题。零阶方是个施工顺层钻孔预抽煤体瓦斯，应根据钻孔的有效抽放半径，合理布置钻孔间距，从而提高煤层瓦斯抽采效率。钻孔布置方案如图所示，推荐的本煤层预抽钻孔布置参数如下河南理工大学万方科技学院毕业设计论文钻孔长度钻孔间距钻孔压茬长度大于等于钻孔直径抽采负压抽采时间个月封孔深度大于或等于封孔段长度大于或等于封孔方式聚氨酯封孔。回采工作面回风顺槽运输顺槽钻孔平面图钻孔剖面图抽采管路控制阀门煤层图回采工作面本煤层平行钻孔抽采示意图回风巷顶板走向高位钻孔抽采采用顶板走向穿层钻孔抽采就是从风巷中每隔定距离施工斜巷进河南理工大学万方科技学院毕业设计论文入煤层顶板布置钻场，在钻场中向上隅角打高位钻孔，把回采工作面采空区中的瓦斯通过钻孔抽采到瓦斯抽采泵站。现场在施工高位钻孔时还应当充分考虑以下方面回采工作面瓦斯涌出般集中分布在上隅角以下范围，因此，本设计建议钻孔覆盖的有效范围为回风巷口以下。根据相关科研成果及经验，煤层顶板的倍采高范围内为受采动影响后岩层破碎充分卸压区，因而在采面和采空区上部形成了个彼此相通的具有很高透气性的区域，有利于瓦斯抽采结合该工作面当前的回采方法工艺及作业规程，该区域的钻孔终孔高度为倍采厚，取。生产过程中应及时补充测定丁组煤层瓦斯抽采半径等指标对抽采钻孔的布置进行调整，以达到最佳的抽采效果。适当增加封孔深度及钻孔中套管长度可以有效提高瓦斯抽采的浓度。回采工作面顶板走向穿层钻孔布置方式如图所示。推荐的回风巷高位钻孔布置参数如下钻孔倾角钻孔直径大于等于钻孔长度大于等于钻孔压茬长度大于等于钻场间距钻场尺寸钻场中钻孔数个抽采负压封孔深度大于等于封孔方式聚氨酯封孔。河南理工大学万方科技学院毕业设计论文套管长度视施工难易程度而定，以下到抽采钻孔末端即工作面后方采空区顶板内效果最好。回采工作面回风顺槽运输顺槽平面图采空区运输顺槽钻场钻孔回采工作面煤层剖面图控制阀门抽采管路采空区压茬图回风巷高位钻孔抽采采空区瓦斯示意图采空区埋管抽采采空区埋管是将带孔眼的管子在顶板冒落前直接插入采空区内进行抽采。根据丁组煤层顶板的岩性特征和回采工艺，从实用和经济方面考虑，首先沿采煤工作面的回风巷上帮铺设条直径的瓦斯管路干管，在管路上每隔安设个三通，并安设阀门。在开切眼侧的第个三通处将直径为橡胶埋吸管支管与主瓦斯抽采管连接，橡河南理工大学万方科技学院毕业设计论文胶埋吸管长，橡胶埋吸管的末端连接瓦斯抽采器。抽采器由薄壁管加工而成，直径为，高度为，垂直地面用木垛固定，抽采器顶端焊接铁板密闭，管壁上部均匀切割宽长条的圈孔作为瓦斯入口并用纱网包裹，防止抽采过程中发生堵塞现象。采空区抽采时钻孔布置方式如图所示。回采工作面回风顺槽运输顺槽平面图剖面图采空区瓦斯抽采管路控制阀门橡胶埋吸管抽采器木垛瓦斯瓦斯煤层图采空区抽采时钻孔布置示意图封孔方法封孔材料钻孔封孔设计应满足密封性能好操作便捷封孔速度快造价低的要求。封孔方法的选择应根据抽放方法及孔口所处煤岩层位岩性构河南理工大学万方科技学院毕业设计论文造等因素综合法的弹性趋近量的变化曲线于时，弹性趋近量变化不大，大于时，该值明显增大。重载荷吨时的有限元结果将载荷数据修改为吨，分别得到不同空心度下的有限元模型。计算后，通过后沈阳航空工业学院硕士学位论文处理分别得到滚动体变形量滚道变形量最大接触应力最大应力滚动体上最大的应力和弹性趋近量的数据见表。表不同空心度下轴承的参数变化空心度值滚动体变形量滚道变形量最大接触应力最大的应力滚动体最大的应力弹性趋近量对比轻重两种载荷作用下的有限元结果为了更清楚地观察到在轻载荷和重载荷作用下，结果有那些变化，将两次做得的数据进行对比分别见图，，，。沈阳航空工业学院硕士学位论文空心度变形量轻载作用下的滚动体变形量轻载作用下的滚道变形量重载作用下的滚动体变形量重载作用下的滚道变形量图两种载荷作用下滚动体和滚道的变形量对比图空心度应力值轻载作用下滚动体上最大应力轻载作用下最大的应力重载作用下滚动体上最大的应力重载作用下最大的应力图两种载荷作用下滚动体和轴承的最大应力对比图沈阳航空工业学院硕士学位论文空心度应力轻载作用下最大接触应力重载作用下最大接触应力图两种载荷作用下滚动体和滚道的最大接触应力对比图空心度轻载作用下的弹性趋近量重载作用下的弹性趋近量图两种载荷作用下弹性趋近量对比图通过对比两种载荷作用下的不同数据，发现变化趋势近似。观察图可以发现当空心度从变化到时，滚动体的变形量明显增大，因此接触区域的面积增大。从沈阳航空工业学院硕士学位论文图可以发现无论是轻载还是还是重载，当空心度从变化到时，轴承上最大的应力均出现急剧下降的情况。通过菜单可以找到最大的应力点，通过该点所附着的单元可以发现轴承最大的应力在滚道上。该应力急剧下降的原因可能是由于滚动体的空心度大于后，变形量明显增大，造成接触区域增大，从而使作用在滚道上的应力降低。为了证实猜想，分别提取吨载荷作用下空心度从变化到的应力图，如图到图所示。通过对比可以发现从图到图空心度小于应力的分布范围相差不大，但是图和图空心度为和中应力的分布范围明显增大，因此应力会下降。观察图，还可以发现当空心度小于时，滚动体上的应力变化不大，当空心度大于后，该应力急剧增大，说明滚动体发生破坏的可能性也增大。图实心滚动体的局部应力图图空心度为的局部应力图图空心度为的局部应力图图空心度为的局部应力图沈阳航空工业学院硕士学位论文图空心度为的局部应力图图空心度为的局部应力图图空心度为的局部应力图图空心度为的局部应力图图空心度为的局部应力图图空心度为的局部应力图沈阳航空工业学院硕士学位论文由于最大应力是判断材料是否发生塑性变形的标准，因此最大应力点就是材料发生破坏的危险点。找出该危险点的位置，对于研究和提高轴承的寿命具有重要意义。故此，列出轻载和重载作用时最大应力点的坐标如表所示。从表中表轻载和重载作用时最大应力点的位置空心度轻载重载可以看出轻载时，空心度从变化到时，除外，有相同点的最大应力点。提取空心度为时，坐标为，，处的应力值，发现该值是最大应力的，说明该值已接近最大