以滾動(dòng)軸承為研究對(duì)象,應(yīng)用ABAQUS/Explicit建立外圈表面線剝落缺陷軸承和無缺陷軸承的有限元?jiǎng)恿W(xué)分析模型.考慮載荷、轉(zhuǎn)速、接觸及摩擦等影響因素,研究了軸承外圈表面存在線剝落缺陷和無缺陷時(shí)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng);分析了滾動(dòng)體與外圈間的接觸力變化、滾動(dòng)體進(jìn)入和退出缺陷時(shí)的等效應(yīng)力情況,根據(jù)滾道與滾動(dòng)體間接觸力的變化情況描述了滾動(dòng)體滾過缺陷的多事件情景.結(jié)果表明:對(duì)于外圈表面存在局部缺陷的軸承和無缺陷軸承,滾動(dòng)體與外圈的接觸力幅值相等;缺陷軸承在缺陷進(jìn)入點(diǎn)和退出點(diǎn)處,等效應(yīng)力大小相等,約為無缺陷軸承等效應(yīng)力值的兩倍.通過分析徑向載荷和轉(zhuǎn)速共同作用下內(nèi)圈耦合點(diǎn)在豎直方向上位移的變化趨勢,驗(yàn)證了仿真模型的有效性. 

【文章來源】：蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2019,45(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

圖２滾動(dòng)軸承的有限元模型Ｆｉｇ．２Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｒｏｌｌｉｎｇｅｌｅｍｅｎｔｂｅａｒｉｎｇ

Ｍｉｓｅｓ應(yīng)力：１）取有局部缺陷軸承和無缺陷軸承在０．００１ｓ時(shí)的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力，０．００１ｓ時(shí)徑向載荷完全施加在軸承內(nèi)圈上（此時(shí)內(nèi)圈無轉(zhuǎn)速載荷），如圖３所示．在加載過程中，有局部缺陷和無缺陷軸承的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力隨載荷的施加而增大，有局部缺陷軸承的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力略大于無缺陷軸承的應(yīng)力，原因是有局部缺陷軸承中滾動(dòng)體離缺陷進(jìn)入點(diǎn)的距離近．圖３０．００１ｓ時(shí)的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力（ＭＰａ）Ｆｉｇ．３ＶｏｎＭｉｓｅｓｓｔｒｅｓｓａｔ０．００１ｓ（ＭＰａ）２）取有局部缺陷軸承和無缺陷軸承在０．００２ｓ時(shí)的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力，０．００２ｓ時(shí)轉(zhuǎn)速載荷全部施加在軸承內(nèi)圈上，如圖４所示．此時(shí)軸承在轉(zhuǎn)速載荷的作用下，在有局部缺陷軸承中可以看到一個(gè)滾動(dòng)體已進(jìn)入缺陷，并且此滾動(dòng)體不受任何載荷，即沒有相應(yīng)的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力；對(duì)于無缺陷軸承，滾動(dòng)體在滾道上正常運(yùn)行至０．００２ｓ時(shí)，有局部缺陷軸承的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力比無缺陷軸承的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力大，是由于有局部缺陷的軸承在承載區(qū)域比無缺陷軸承承載區(qū)域少一個(gè)滾動(dòng)體造成的．圖４０．００２ｓ時(shí)的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力（ＭＰａ）Ｆｉｇ．４ＶｏｎＭｉｓｅｓｓｔｒｅｓｓａｔ０．００２ｓ（ＭＰａ）３）取有局部缺陷軸承和無缺陷軸承在正常運(yùn)轉(zhuǎn)工況下０．００８ｓ時(shí)的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力，如圖５所示．此時(shí)內(nèi)圈上既有轉(zhuǎn)速載荷又有徑向載荷，軸承處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，在這個(gè)階段有局部缺陷與無缺陷軸承的ＶｏｎＭｉ

ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力，０．００２ｓ時(shí)轉(zhuǎn)速載荷全部施加在軸承內(nèi)圈上，如圖４所示．此時(shí)軸承在轉(zhuǎn)速載荷的作用下，在有局部缺陷軸承中可以看到一個(gè)滾動(dòng)體已進(jìn)入缺陷，并且此滾動(dòng)體不受任何載荷，即沒有相應(yīng)的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力；對(duì)于無缺陷軸承，滾動(dòng)體在滾道上正常運(yùn)行至０．００２ｓ時(shí)，有局部缺陷軸承的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力比無缺陷軸承的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力大，是由于有局部缺陷的軸承在承載區(qū)域比無缺陷軸承承載區(qū)域少一個(gè)滾動(dòng)體造成的．圖４０．００２ｓ時(shí)的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力（ＭＰａ）Ｆｉｇ．４ＶｏｎＭｉｓｅｓｓｔｒｅｓｓａｔ０．００２ｓ（ＭＰａ）３）取有局部缺陷軸承和無缺陷軸承在正常運(yùn)轉(zhuǎn)工況下０．００８ｓ時(shí)的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力，如圖５所示．此時(shí)內(nèi)圈上既有轉(zhuǎn)速載荷又有徑向載荷，軸承處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，在這個(gè)階段有局部缺陷與無缺陷軸承的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力數(shù)值大小相等．綜上所述，對(duì)于有局部缺陷和無缺陷軸承，最大接觸應(yīng)力都發(fā)生在滾動(dòng)體與滾道的接觸區(qū)域上．從圖中可以看出：１）徑向間隙為０．０２ｍｍ時(shí)，處于承載區(qū)域的滾動(dòng)體都是１０個(gè)；２）當(dāng)有局部缺陷的軸承中有滾動(dòng)體進(jìn)入缺陷時(shí)，此時(shí)有局部缺陷軸承的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力大于無圖５０．００８ｓ時(shí)的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力（ＭＰａ）Ｆｉｇ．５ＶｏｎＭｉｓｅｓｓｔｒｅｓｓａｔ０．００８ｓ（ＭＰａ）缺陷軸承的ＶｏｎＭｉｓｅｓ應(yīng)力．２．２軸承外圈節(jié)點(diǎn)的振動(dòng)響應(yīng)取有局部缺陷軸承和無缺陷軸承外圈上同一點(diǎn)的位置作為觀測點(diǎn)，如圖２ｂ

【參考文獻(xiàn)】：
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