本文關(guān)鍵詞：風(fēng)電偏航軸承接觸應(yīng)力分析與疲勞壽命研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展帶動了相關(guān)配套軸承行業(yè)的發(fā)展，，近年來國產(chǎn)風(fēng)電軸承的質(zhì)量有了很大的提高，但在承載能力、壽命及可靠性、材料及材料處理等方面與國外先進(jìn)水平還有一定的差距。偏航軸承屬于大型轉(zhuǎn)盤軸承，是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的關(guān)鍵部件，具有尺寸大、工作條件惡劣、受力狀態(tài)復(fù)雜、要求壽命長等特點(diǎn)。本文以四點(diǎn)接觸球式偏航軸承為研究對象，開展軸承的接觸應(yīng)力分析和疲勞壽命研究，為偏航軸承和相關(guān)轉(zhuǎn)盤軸承的設(shè)計(jì)制造提供參考。 首先，采用有限元分析軟件Abaqus對偏航軸承進(jìn)行接觸應(yīng)力分析。建立了靜力分析模型，求解了聯(lián)合載荷作用下的應(yīng)力場和位移場分布，得到了初始接觸角、溝曲率半徑系數(shù)和游隙變化下的應(yīng)力分布規(guī)律。采用子模型技術(shù)建立了局部模型，求解了多種應(yīng)力的精確分布，分析了軸承滾道最先發(fā)生疲勞破壞的具體位置和原因，通過材料屬性的改變得到了感應(yīng)淬火后硬化層的變化對軸承應(yīng)力分布的影響規(guī)律。 然后，采用基于疲勞累積損傷理論的疲勞分析軟件Fe-safe對偏航軸承進(jìn)行疲勞壽命研究。確定了計(jì)算過程中相關(guān)參數(shù)的選取方法和數(shù)值，得到了滾道硬化層硬度深度變化對軸承壽命的影響規(guī)律，表明滾道硬化處理是提高偏航軸承疲勞壽命的有效手段，給出了熱處理中的建議。探討了在滾道中引入殘余壓應(yīng)力的方法，得到了殘余壓應(yīng)力變化對軸承壽命的影響規(guī)律，表明引入殘余壓應(yīng)力也是提高偏航軸承壽命的有效途徑，可按文中的分析進(jìn)行嘗試。
【關(guān)鍵詞】：偏航軸承 接觸應(yīng)力 疲勞壽命 有限元 滾道硬化
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH133.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題背景及意義9
• 1.2 偏航軸承簡介9-11
• 1.3 偏航軸承力學(xué)性能研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3.1 力學(xué)模型分析方法11-12
• 1.3.2 有限元分析方法12-14
• 1.4 偏航軸承疲勞壽命研究現(xiàn)狀14-15
• 1.5 主要研究內(nèi)容15-16
• 第2章 接觸力學(xué)和疲勞壽命理論16-27
• 2.1 接觸力學(xué)理論16-21
• 2.1.1 Hertz 接觸理論16-18
• 2.1.2 最大靜態(tài)切應(yīng)力18-20
• 2.1.3 最大動態(tài)切應(yīng)力20-21
• 2.1.4 Von Mises 等效應(yīng)力21
• 2.2 疲勞壽命理論21-26
• 2.2.1 材料的疲勞性能及其描述21-23
• 2.2.2 疲勞累積損傷理論23-25
• 2.2.3 疲勞壽命分析方法25-26
• 2.3 本章小結(jié)26-27
• 第3章 偏航軸承接觸應(yīng)力分析27-52
• 3.1 ABAQUS 軟件介紹27
• 3.2 靜力分析模型的建立27-34
• 3.2.1 三維模型說明27-29
• 3.2.2 材料屬性與接觸條件29-30
• 3.2.3 網(wǎng)格劃分30-31
• 3.2.4 分析步設(shè)置31
• 3.2.5 邊界條件和載荷31-32
• 3.2.6 計(jì)算結(jié)果分析32-34
• 3.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)對應(yīng)力分布的影響34-39
• 3.3.1 初始接觸角對應(yīng)力分布的影響35-36
• 3.3.2 溝曲率半徑系數(shù)對應(yīng)力分布的影響36
• 3.3.3 游隙對應(yīng)力分布的影響36-38
• 3.3.4 初始模型優(yōu)化38-39
• 3.4 子模型精確應(yīng)力分析39-47
• 3.4.1 子模型的建立39-41
• 3.4.2 表面接觸應(yīng)力分析41-43
• 3.4.3 Mises 等效應(yīng)力分析43-44
• 3.4.4 最大切應(yīng)力分析44-46
• 3.4.5 交變切應(yīng)力分析46-47
• 3.5 滾道硬化對應(yīng)力分布的影響47-50
• 3.5.1 滾道分層模型的建立47-48
• 3.5.2 應(yīng)力結(jié)果分析48-50
• 3.6 本章小結(jié)50-52
• 第4章 偏航軸承疲勞壽命研究52-68
• 4.1 FE-SAFE 軟件介紹52-53
• 4.2 疲勞壽命計(jì)算過程53-61
• 4.2.1 材料疲勞性能參數(shù)53-54
• 4.2.2 應(yīng)力集中系數(shù)54-55
• 4.2.3 疲勞算法的選擇55-56
• 4.2.4 載荷譜的確定56-58
• 4.2.5 壽命計(jì)算結(jié)果58-61
• 4.3 滾道硬化對疲勞壽命的影響61-64
• 4.3.1 軸承材料硬度與強(qiáng)度的關(guān)系61-62
• 4.3.2 材料設(shè)置與壽命計(jì)算結(jié)果62-64
• 4.4 殘余應(yīng)力對疲勞壽命的影響64-66
• 4.4.1 殘余壓應(yīng)力的作用與產(chǎn)生方法64-65
• 4.4.2 殘余壓應(yīng)力設(shè)置與壽命計(jì)算結(jié)果65-66
• 4.5 本章小結(jié)66-68
• 結(jié)論68-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果73-74
• 致謝74-75
• 作者簡介75

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：風(fēng)電偏航軸承接觸應(yīng)力分析與疲勞壽命研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：434920