【摘要】：軸承是航空電機的關鍵承載零件,航空電機軸承的工作環(huán)境復雜,高溫、高空極低溫、多軸的隨機振動、制造工藝和材料等都是引起航空電機軸承疲勞失效的原因。因此,研究航空軸承疲勞壽命具有重要的理論價值和實際意義。本文基于線性疲勞損傷累計理論,對航空電機主軸角接觸軸承在溫升和多軸隨機振動載荷共同作用下的疲勞壽命進行了研究。本文首先分析了疲勞損傷累計理論和疲勞壽命分析方法,通過將平面(二軸)振動應力分布的擬合方法推廣到三軸振動應力分布上面,建立了航向、垂向和側向三軸隨機振動的應力幅值概率密度曲線的模型。其次,根據(jù)軸承機械損耗和電機電磁損耗分析,采用有限元軟件ANSYS對軸承進行溫度場分析,對主軸后端軸承進行熱-機耦合應力分析,以此耦合應力為預應力對軸承進行模態(tài)分析,再對軸承進行多軸隨機振動應力分析,獲得軸承應力幅值危險點與振動危險點處的應力功率譜密度曲線和三個方向的響應加速度功率譜密度。最后,基于應力功率譜密度曲線,采用Bandat模型修正法和Dirlik法進行疲勞壽命計算;基于響應加速度功率譜密度,通過ANSYS仿真對軸承航向、垂向和側向單軸情況下進行疲勞損傷分析,采用Miner線性疲勞損傷累計理論對軸承多軸疲勞壽命進行計算,研究加速度功率、溫升和不同頻率段的加速度功率等對軸承疲勞壽命的影響。通過與軸承的疲勞壽命實驗結果進行對比分析,驗證了仿真分析結果的可行性和正確性。本文的研究為更有效地延長軸承使用壽命,為我國航空機載設備的可靠性設計提供依據(jù)。
【圖文】：

實際飛機上電機的主軸軸承破壞的形式較多，主要有以下幾種形式：(1)軸承預緊不當引發(fā)軸承失效。這是由于非預期的預緊所產(chǎn)生，使軸承產(chǎn)生附加軸向載荷，引發(fā)軸承早期失效，如圖1.1～圖1.4所示。由圖可知，軸承內(nèi)外圈溝道均已嚴重剝落，內(nèi)圈局部滾道碾壓變深且偏向軸臺肩一側，保持架斷裂為四塊，10粒鋼球有2粒呈碎塊狀。圖 1.1 外滾道剝落形貌 圖 1.2 內(nèi)滾道剝落變形形貌圖 1.3 保持架碎斷磨損形貌 圖 1.4 鋼球碎塊形貌(2)異常軸向力引發(fā)軸承失效。軸承在工作過程中承受異常的軸向力，該軸向力很可能是由于軸承裝配不當產(chǎn)生的，使得軸承內(nèi)、外套圈溝道均出現(xiàn)了嚴重的剝落。剝落位置均偏離軸承內(nèi)、外圈溝道的溝底，并且內(nèi)、外圈溝道的剝落位置相對分布在溝底兩側，偏離溝底位置較大，呈現(xiàn)明顯的“爬坡”現(xiàn)象，，如圖 1.5 和圖 1.6 所示。圖 1.5 軸承內(nèi)圈溝道剝落形貌 圖 1.6 軸承外圈溝道剝落形貌

第 1 章 緒論軸承失效原因分析飛機上電機的主軸軸承破壞的形式較多，主要有以下幾種形式：承預緊不當引發(fā)軸承失效。這是由于非預期的預緊所產(chǎn)生，使軸承荷，引發(fā)軸承早期失效，如圖1.1～圖1.4所示。由圖可知，軸承內(nèi)外剝落，內(nèi)圈局部滾道碾壓變深且偏向軸臺肩一側，保持架斷裂為四2粒呈碎塊狀。
【學位授予單位】：貴州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：V242.44

【參考文獻】

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本文編號：2672207