損傷-振動耦合作用下的軸承性能退化研究
發(fā)布時間:2021-01-09 03:56
建立了軸承損傷-振動耦合作用下的性能退化模型,并提出了針對該耦合模型的求解方法。以6209深溝球軸承內(nèi)圈裂紋為研究對象,從理論上分析了內(nèi)圈裂紋導致的軸承內(nèi)部參數(shù)變化機理,以及軸承內(nèi)部參數(shù)變化對裂紋擴展速率的影響,通過數(shù)值模擬及試驗分析,驗證了理論分析的正確性及軸承損傷-振動耦合作用下的性能退化模型的有效性。
【文章來源】:軸承. 2020,(07)北大核心
【文章頁數(shù)】:9 頁
【部分圖文】:
軸承振動力學模型
近幾年高速動車組軸承故障數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明,故障軸承中內(nèi)、外圈故障占比達70%,且材料缺陷和裝配加工不當?shù)日T因占比較高。幾種典型的內(nèi)圈表面裂紋故障[6]如圖2所示。上述故障如果未在軸承服役前暴露,在實際工況下難以及時發(fā)現(xiàn)。因此,選取因壓裝不當引起的內(nèi)圈內(nèi)表面裂紋為研究對象,根據(jù)軸承振動力學模型建立軸承內(nèi)圈性能退化模型并進行求解。為簡化分析和計算,采取以下簡化和假設:
(2)式中的參數(shù)變化并非是獨立的變化,而是相互耦合的變化過程,耦合關系如圖3所示:軸與內(nèi)圈的過盈配合會對軸承徑向游隙產(chǎn)生影響,不同的游隙將會影響接觸角并進一步影響載荷分布,載荷分布的改變將影響滾動體載荷分布,導致接觸剛度發(fā)生變化,產(chǎn)生額外的力(缺陷引起的激振力)并影響裂紋的擴展,而裂紋的擴展又會導致過盈配合及接觸變形的進一步變化,并反作用于軸承的載荷分布計算。通過對圖3中各因素的分析建立各部件之間的耦合關系。2.1 過盈配合引起的原始游隙變化
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于改進HMM和Pearson相似度分析的滾動軸承自適應壽命預測方法[J]. 瞿家明,周易文,王恒,黃希,姜杰. 振動與沖擊. 2020(08)
[2]含局部故障的滾動軸承動力學建模及振動分析[J]. 馬輝,李鴻飛,俞昆,曾勁. 東北大學學報(自然科學版). 2020(03)
[3]深溝球軸承復合故障動力學特征[J]. 王凱,剡昌鋒,王風濤,常斌全,吳黎曉. 哈爾濱工業(yè)大學學報. 2020(01)
[4]金屬材料表面裂紋疲勞擴展形狀演變規(guī)律[J]. 王興路,賀利樂. 機械工程材料. 2019(11)
[5]基于損傷缺陷激勵的滾動軸承振動機理分析[J]. 董紹江,賀坤,湯寶平,張瀟汀,王艷. 組合機床與自動化加工技術. 2019(10)
[6]金屬材料疲勞裂紋擴展機制及模型的研究進展[J]. 吳圣川,李存海,張文,康國政. 固體力學學報. 2019(06)
[7]金屬材料疲勞短裂紋擴展研究綜述[J]. 秦建兵. 航空工程進展. 2019(02)
[8]滾動軸承故障動力學建模及振動響應特性分析[J]. 龍建,王志剛,徐增丙. 軸承. 2018(12)
博士論文
[1]機械旋轉部件的性能退化及其壽命預測方法研究[D]. 牛乾.浙江大學 2018
本文編號:2965923
【文章來源】:軸承. 2020,(07)北大核心
【文章頁數(shù)】:9 頁
【部分圖文】:
軸承振動力學模型
近幾年高速動車組軸承故障數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明,故障軸承中內(nèi)、外圈故障占比達70%,且材料缺陷和裝配加工不當?shù)日T因占比較高。幾種典型的內(nèi)圈表面裂紋故障[6]如圖2所示。上述故障如果未在軸承服役前暴露,在實際工況下難以及時發(fā)現(xiàn)。因此,選取因壓裝不當引起的內(nèi)圈內(nèi)表面裂紋為研究對象,根據(jù)軸承振動力學模型建立軸承內(nèi)圈性能退化模型并進行求解。為簡化分析和計算,采取以下簡化和假設:
(2)式中的參數(shù)變化并非是獨立的變化,而是相互耦合的變化過程,耦合關系如圖3所示:軸與內(nèi)圈的過盈配合會對軸承徑向游隙產(chǎn)生影響,不同的游隙將會影響接觸角并進一步影響載荷分布,載荷分布的改變將影響滾動體載荷分布,導致接觸剛度發(fā)生變化,產(chǎn)生額外的力(缺陷引起的激振力)并影響裂紋的擴展,而裂紋的擴展又會導致過盈配合及接觸變形的進一步變化,并反作用于軸承的載荷分布計算。通過對圖3中各因素的分析建立各部件之間的耦合關系。2.1 過盈配合引起的原始游隙變化
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于改進HMM和Pearson相似度分析的滾動軸承自適應壽命預測方法[J]. 瞿家明,周易文,王恒,黃希,姜杰. 振動與沖擊. 2020(08)
[2]含局部故障的滾動軸承動力學建模及振動分析[J]. 馬輝,李鴻飛,俞昆,曾勁. 東北大學學報(自然科學版). 2020(03)
[3]深溝球軸承復合故障動力學特征[J]. 王凱,剡昌鋒,王風濤,常斌全,吳黎曉. 哈爾濱工業(yè)大學學報. 2020(01)
[4]金屬材料表面裂紋疲勞擴展形狀演變規(guī)律[J]. 王興路,賀利樂. 機械工程材料. 2019(11)
[5]基于損傷缺陷激勵的滾動軸承振動機理分析[J]. 董紹江,賀坤,湯寶平,張瀟汀,王艷. 組合機床與自動化加工技術. 2019(10)
[6]金屬材料疲勞裂紋擴展機制及模型的研究進展[J]. 吳圣川,李存海,張文,康國政. 固體力學學報. 2019(06)
[7]金屬材料疲勞短裂紋擴展研究綜述[J]. 秦建兵. 航空工程進展. 2019(02)
[8]滾動軸承故障動力學建模及振動響應特性分析[J]. 龍建,王志剛,徐增丙. 軸承. 2018(12)
博士論文
[1]機械旋轉部件的性能退化及其壽命預測方法研究[D]. 牛乾.浙江大學 2018
本文編號:2965923
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