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龙图腾网获悉中国科学院金属研究所申请的专利一种评价机床用角接触球轴承动态性能的有限元分析方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114818424B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-30发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210438618.0，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权一种评价机床用角接触球轴承动态性能的有限元分析方法是由朱艳坤;张鹏;王斌;李天夫;刘洋;屈伸;张哲峰设计研发完成，并于2022-04-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种评价机床用角接触球轴承动态性能的有限元分析方法在说明书摘要公布了：一种评价机床用角接触球轴承动态性能的有限元分析方法，依据国家标准提供的轴承外形设计尺寸，在机械设计软件SolidWorks中建立角接触球轴承的内圈、外圈、滚动体和保持架的三维实体模型，并将此模型导入有限元分析软件ABAQUS中开展仿真模拟。利用内、外圈和滚动体模型的切分方法，划分出高质量、高精度的有限元网格，并合理控制整体模型的网格数量，减少显示动态的计算时间，提高计算精度和效率。此方法可以准确计算出机床轴承在高转速下的动态位移响应，以及滚动体与接触界面间的接触应力，利用该计算结果可以快速评价机床轴承在使役条件下的动态性能，分析轴承滚道内滚动接触疲劳的失效机理，为改进轴承的生产工艺，提高机床的整体性能提供帮助。

本发明授权一种评价机床用角接触球轴承动态性能的有限元分析方法在权利要求书中公布了：1.一种评价机床用角接触球轴承动态性能的有限元分析方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一、依据国家标准《GBT292-2007》滚动轴承角接触球轴承外形尺寸，建立角接触球轴承的内圈、外圈、滚动体和保持架的三维实体模型： 采用机械设计软件SolidWorks创建轴承三维实体模型，模型的建立是依据国家标准中规定的轴承尺寸参数和选定的轴承型号，在SolidWorks的零件模块中分别建立轴承的内圈、外圈和保持架的三维实体模型，而轴承滚动体模型则采用阵列的方式生成；将SolidWorks零件模块中所建立的轴承各部件导入到装配模块中，完成轴承各零件的装配，并导出格式为Step的文件，用于模型在有限元软件中的导入和网格划分； 步骤二、将导出的轴承模型文件导入到有限元分析软件Abaqus中，完成轴承模型的网格划分： 轴承滚道内的网格和滚动体的网格需细化处理，轴承内、外圈和滚动体的网格需过渡处理，具体如下： 1轴承内圈模型网格的划分和处理方式如下：首先，将内圈沿径向均匀切分为72份模型，每一份模型所占角度为5°，切分后只保留其中一份，删除其余部分，同时，对切分后保留部分再次进行切分，主要切分部位位于内圈滚道外侧，切分后的模型具有过渡形貌；然后，对切分后的模型进行网格划分，选取单元类型为C3D8R，切分后内圈最小网格尺寸为0.25mm，最大网格尺寸为2mm，对内圈与滚动体接触应力最大位置的网格进行再细化处理，此时，网格再划分部分的模型所占角度为2.5°，模型切分方式不变，最小网格尺寸为0.03mm；最后，将生成的网格部件导入装配模块，在装配模块中对部件进行阵列，生成完整轴承内圈网格模型； 2轴承外圈模型网格的切分和处理方式如下：首先，将外圈沿径向均匀切分为90份模型，每一份模型所占角度为4°，切分后只保留其中一份，删除其余部分，同时，对切分后保留部分再次进行切分，主要切分部位位于内圈滚道外侧，切分后的模型具有过渡形貌；然后，对切分后的模型进行网格划分，选取单元类型为C3D8R，切分后外圈最小网格尺寸为0.25mm，最大网格尺寸为2mm，对外圈与滚动体接触应力最大位置的网格进行再细化处理，此时，网格再划分部分的模型所占角度为2°，模型切分方式不变，最小网格尺寸为0.03mm；最后，将生成的网格部件导入装配模块，在装配模块中对部件进行阵列，生成完整轴承外圈网格模型； 3滚动体的网格切分和处理方式如下：在滚动体与内、外圈滚道的接触位置，沿轴承径向对滚动体进行切分，并将与滚道接触位置的网格细化；同时，根据轴承转动过程中滚动体的运动轨迹，选取滚动进入稳态后与外圈接触的滚动体，对其网格进一步细化，使其最小尺寸为0.03mm，与内、外圈滚道的网格尺寸一致； 4轴承保持架与滚动体间网格尺寸设定为0.2mm； 步骤三、轴承各部件间的接触设置和模型的输入参数： 轴承各部件间的接触类型选取显示通用接触，接触界面的法向设定为‘硬’接触，切向设定为静-动指数衰减的摩擦接触，其中静摩擦系数设定为0.02，动摩擦系数设定为0.01，衰减系数设定为0.01； 在轴承中心点位置分别建立两个参考点，其中，参考点1与轴承内圈耦合，参考点2与轴承保持架耦合，耦合类型为连续分布耦合； 步骤四、依据轴承的使役工况，完成轴承模型的约束和加载设定： 在仿真分析中选用显示动态分析并建立两个分析步：分析步1中，在轴承内圈的参考点1施加轴承所受的垂向和轴向载荷以及重力载荷；分析步2中，在参考点1上施加轴承的转速，同时，在两个分析步中固定与载荷和转动方向无关的自由度。

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