目前自润滑关节轴承的应用越来越广泛,但高温、重载等各种复杂工况对自润滑轴承材料提出了越来越多的要求,本课题组研究了一种钛铝基自润滑复合材料(简称为TA,以下同),该材料比强度高、高温下抗氧化性与耐磨性好,是作为高温轻质关节轴承极具前途的材料,但以该种材料制备关节轴承的研究并不多。本文采用有限元软件ANSYS对采用该复合材料的向心关节轴承进行重载和高温下的分析,并进行优化分析最终得到结构合理的TA材料关节轴承,为进一步的实验研究、制备TA材料关节轴承打下基础；为制备出适用于高温、重载环境的自润滑关节轴承提供理论依据。基于弹性力学的赫兹接触理论,建立了计算关节轴承接触压力、位移量与施加载荷的数学模型；对轴承接触问题的有限元算法进行了深入的研究,分析了影响轴承接触问题求解精度的因素,总结了ANSYS接触算法中接触压力与摩擦力的迭代计算公式,为关节轴承的有限元分析工作奠定了基础。利用三维建模软件Solidworks建立了向心关节轴承的三维模型,使用ANSYS软件对其进行了纯径向载荷下的分析。在相同的条件下,轴承外圈的应力与变形明显大于内圈的应力与变形,因此外圈应选取强度大的材料,内圈可以选择摩擦性能好的自润滑材料,可以采用TA材料作为轴承的内圈。在相同的载荷下,比较了衬垫式、镶嵌型、TA材料自润滑向心关节轴承的应力应变情况,通过分析发现该TA材料制备的轴承更适合重载工况。以TA材料作为内圈的向心关节轴承,内外圈的应力、接触压力、摩擦力随载荷增大而呈线性增大；外圈应力、接触应力随载荷增大升高较快。在ANSYS耦合场中建立了向心关节轴承的简化模型,对内圈分别为TA材料、轴承钢的关节轴承进行了热力耦合分析。在500℃高温下采用TA材料作为轴承的内圈比普通轴承钢具有明显优势,轴承接触面上温度、应力升高比较缓慢。对内圈为TA材料的轴承进行了多组高温下的分析,观察了高温下载荷变化、速度变化对轴承温度、应力的影响。载荷、滑动速度越大,轴承的温度、应力越大,随着时间变化,载荷、滑动速度大的轴承温度升高速度越来越快,轴承的应力呈线性增长。对外圈是轴承钢,内圈采用TA材料的向心关节轴承进行了单因素与多因素的分析,分别分析了轴承内外圈宽度、球径对轴承内外圈应力、接触压力、摩擦力的影响,通过正交实验得到了外圈应力、接触应力较小的TA材料自润滑向心关节轴承。