本文關(guān)鍵詞：微觀粗糙表面的數(shù)值模擬及其對滾動接觸疲勞壽命的影響　出處：《哈爾濱工業(yè)大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：眾所周知,任何加工方法都難以使零件表面達到絕對的光滑,實際的零件表面都具有復雜的微觀形貌。當研究的尺度下降或零件的工況條件極其惡劣時,零件表面微觀形貌的影響不可忽略。本文以滾動軸承為應(yīng)用背景,將單個滾子與滾道的接觸等效為點接觸模型,針對干摩擦及彈流潤滑兩種工況條件,研究了表面微觀形貌對干接觸及彈流潤滑的影響,并進一步分析了在兩種工況條件下表面形貌對次表面應(yīng)力場分布及滾動接觸疲勞壽命的影響。使用二維數(shù)字濾波及矩陣線性變換兩種表面模擬方法,選擇指數(shù)型的自相關(guān)函數(shù),利用MATLAB語言編程模擬了具有指定表面均方根值,自相關(guān)長度及紋理的高斯表面;使用Johnson轉(zhuǎn)換系統(tǒng)實現(xiàn)非高斯序列的轉(zhuǎn)換,編寫了Johnson轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的MATLAB程序,模擬出了具有指定表面均方根值,峰度,偏度,自相關(guān)長度及紋理的非高斯表面;從表面目標表征參數(shù)及自相關(guān)函數(shù)的角度,分別對比了兩種方法生成的不同類型表面的誤差大小。使用通用的有限元分析軟件ANSYS分析了在干摩擦工況下,微觀表面形貌對點接觸模型形成的表面力場,次表面力場及滾動軸承相對疲勞壽命壽命的影響。使用ANSYS軟件的APDL參數(shù)化編程語言編寫了含有粗糙表面的球/盤接觸模型的建模及后處理程序,分別研究了高斯與非高斯表面的均方根值,峰度,偏度及紋理特性對最大接觸應(yīng)力及接觸面積的影響;基于Zeretsky的壽命模型,提取有限元求解的節(jié)點應(yīng)力,分別研究了表面的均方根值,峰度,偏度及紋理特性對次表面力場分布及滾動接觸疲勞壽命的影響。使用多重網(wǎng)格法求解了點接觸等溫彈流潤滑的數(shù)值解,通過在膜厚方程中引入表面高度數(shù)據(jù)的方法,研究了點接觸模型在全膜彈流潤滑的工況下,表面微觀形貌對表面力場,次表面力場及滾動軸承壽命的影響。在高斯與非高斯表面下,分別研究了表面的均方根值,偏度,峰度及紋理對油膜厚度及油膜壓力的影響;基于Zeretsky的壽命模型,在完全彈流潤滑的條件下,分別研究了表面的均方根值,峰度,偏度及紋理特性對次表面力場分布及滾動接觸疲勞壽命的影響。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH117

【參考文獻】

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1 楊國慶;熊美華;洪軍;劉會靜;王飛;;3D粗糙表面的數(shù)字化表征與接觸特性分析[J];西安交通大學學報;2012年11期

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1 李玉璽;三維表面粗糙度參數(shù)表征及其軟件系統(tǒng)實現(xiàn)[D];河南科技大學;2011年

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本文編號：1319587