發(fā)布時(shí)間：2017-09-16 11:17

  本文關(guān)鍵詞：載荷波動(dòng)對(duì)滾動(dòng)軸承疲勞壽命影響的研究

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【摘要】：在航空、航天和國防等領(lǐng)域，滾動(dòng)軸承經(jīng)常工作在高頻脈動(dòng)載荷的工況下。在脈動(dòng)載荷作用下，滾動(dòng)軸承的摩擦副會(huì)發(fā)生疲勞損傷累積，損傷累積達(dá)到一定程度時(shí)，軸承就會(huì)疲勞失效，且軸承的失效形式復(fù)雜。現(xiàn)有的壽命計(jì)算公式通過對(duì)脈動(dòng)載荷進(jìn)行等效處理，得到軸承的疲勞壽命，沒有考慮載荷變化過程中的波動(dòng)效應(yīng)。本文結(jié)合一種新的疲勞損傷累積模型，對(duì)現(xiàn)有的滾動(dòng)軸承壽命預(yù)測(cè)模型進(jìn)行修正，并研究了不同因素對(duì)軸承疲勞壽命的影響。 首先，，本文基于現(xiàn)有的擬動(dòng)力學(xué)軟件計(jì)算了三種脈動(dòng)載荷（方波載荷、正弦波載荷、鋸齒波載荷）下滾動(dòng)軸承內(nèi)部的力學(xué)特性。得到的結(jié)論是在脈動(dòng)載荷作用下，接觸載荷、接觸角、接觸應(yīng)力、最小油膜厚度等參量均隨外載荷呈周期性的變化，得到了接觸載荷和接觸角的表達(dá)式，可作為后續(xù)軸承的疲勞壽命計(jì)算的基礎(chǔ)； 然后，結(jié)合了考慮載荷次序效應(yīng)的疲勞損傷累積模型和材料疲勞極限應(yīng)力，對(duì)傳統(tǒng)的軸承疲勞壽命模型進(jìn)行了修正，得到了脈動(dòng)載荷作用下軸承疲勞壽命的修正模型。通過Matlab編寫壽命計(jì)算程序，對(duì)比了修正壽命模型和等效載荷計(jì)算法下載荷類型、載荷均值、載荷頻率、載荷振幅和轉(zhuǎn)速對(duì)軸承的疲勞壽命的影響。結(jié)果表明：修正壽命考慮了載荷的波動(dòng)效應(yīng)，可以全面反映各因素的影響程度。 最后，搭建了滾動(dòng)軸承的高頻動(dòng)態(tài)疲勞試驗(yàn)平臺(tái)，完善了滾動(dòng)軸承的狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。根據(jù)試驗(yàn)系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。設(shè)計(jì)并進(jìn)行了正弦波載荷作用下深溝球軸承6205的疲勞失效試驗(yàn)，由試驗(yàn)結(jié)果可知，在軸承發(fā)生失效時(shí)，頻率偏移量增大，溫度快速上升，動(dòng)態(tài)電流減小，載荷均值和振幅出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象。同時(shí)，通過SEM對(duì)失效軸承的接觸副進(jìn)行了微觀形貌分析�？梢钥闯鲚S承發(fā)生了初始疲勞，證明了高頻動(dòng)態(tài)疲勞試驗(yàn)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)軸承疲勞失效試驗(yàn)。
【關(guān)鍵詞】：脈動(dòng)載荷 滾動(dòng)軸承 疲勞損傷累積 載荷波動(dòng)效應(yīng) 疲勞極限 修正壽命模型
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH133.33
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-18
• 1.1 課題的來源及研究的目的和意義8-9
• 1.1.1 課題的來源8
• 1.1.2 課題研究的目的和意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-16
• 1.2.1 滾動(dòng)軸承疲勞壽命預(yù)測(cè)理論研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.2 疲勞損傷累積理論的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.3 疲勞試驗(yàn)機(jī)的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析16-17
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容17-18
• 第2章 脈動(dòng)載荷作用下滾動(dòng)軸承的擬動(dòng)力學(xué)分析18-32
• 2.1 引言18
• 2.2 軸承結(jié)構(gòu)性能參數(shù)及工況18-21
• 2.2.1 球軸承結(jié)構(gòu)性能參數(shù)18-19
• 2.2.2 圓柱滾子軸承結(jié)構(gòu)性能參數(shù)19
• 2.2.3 滾動(dòng)軸承使用工況19-21
• 2.3 變載荷下滾動(dòng)軸承的仿真分析21-29
• 2.3.1 滾動(dòng)軸承內(nèi)部載荷分布情況22-24
• 2.3.2 滾動(dòng)軸承最大接觸應(yīng)力分析24-26
• 2.3.3 球軸承接觸角分析26-27
• 2.3.4 最小油膜厚度分析27-28
• 2.3.5 滾子軸承打滑分析28-29
• 2.4 等效載荷法29-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第3章 脈動(dòng)載荷作用下滾動(dòng)軸承疲勞壽命修正模型32-47
• 3.1 引言32
• 3.2 改進(jìn) L-P 理論計(jì)算滾動(dòng)軸承疲勞壽命32-35
• 3.2.1 球軸承疲勞壽命計(jì)算模型32-34
• 3.2.2 滾子軸承疲勞壽命計(jì)算模型34-35
• 3.3 考慮載荷作用次序效應(yīng)的壽命修正模型35-38
• 3.3.1 單級(jí)脈動(dòng)載荷下壽命修正模型35-38
• 3.3.2 多級(jí)脈動(dòng)載荷下壽命修正模型38
• 3.4 考慮材料疲勞極限的壽命修正模型38-40
• 3.5 兩種壽命算法的比較40-46
• 3.5.1 球軸承壽命預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)比41-43
• 3.5.2 滾子軸承壽命預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)比43-45
• 3.5.3 方波載荷階數(shù)和加載次序?qū)ζ趬勖挠绊?/span>45-46
• 3.6 本章小結(jié)46-47
• 第4章 高頻動(dòng)態(tài)疲勞試驗(yàn)裝置總體設(shè)計(jì)47-58
• 4.1 引言47
• 4.2 試驗(yàn)裝置技術(shù)指標(biāo)與要求47-48
• 4.3 試驗(yàn)裝置總體設(shè)計(jì)方案48-49
• 4.4 高頻動(dòng)態(tài)疲勞試驗(yàn)裝置系統(tǒng)組成49-57
• 4.4.1 動(dòng)力部分49-50
• 4.4.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)部分50-52
• 4.4.3 潤滑和密封部分52-53
• 4.4.4 加載部分53
• 4.4.5 數(shù)據(jù)采集處理部分53-57
• 4.5 本章小結(jié)57-58
• 第5章 正弦載荷作用下滾動(dòng)軸承疲勞失效的試驗(yàn)研究58-64
• 5.1 引言58
• 5.2 滾動(dòng)軸承疲勞失效試驗(yàn)方案58-60
• 5.2.1 試驗(yàn)材料58-59
• 5.2.2 試驗(yàn)流程59-60
• 5.3 試驗(yàn)監(jiān)控曲線60-61
• 5.4 試驗(yàn)件的微觀形貌分析61-63
• 5.5 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-65
• 參考文獻(xiàn)65-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果68-70
• 致謝70

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 趙聯(lián)春;王東;晏麗明;;滾動(dòng)軸承額定壽命計(jì)算中黏度比κ的分析及計(jì)算[J];軸承;2010年03期

2 雒孟康;;滾動(dòng)軸承壽命理論發(fā)展綜述[J];甘肅科技;2010年01期

3 王丹,汪先明,皮亞南;在復(fù)雜工況下滾動(dòng)軸承額定壽命的計(jì)算[J];華東交通大學(xué)學(xué)報(bào);2002年01期

4 許金泉;郭鳳明;;疲勞損傷演化的機(jī)理及損傷演化律[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2010年02期

5 劉建偉;;疲勞累積損傷理論發(fā)展概述[J];山西建筑;2008年23期

6 魏勇強(qiáng);王黎欽;;20CrNiMo鋼在沖擊滑動(dòng)耦合作用下的磨損特性研究[J];摩擦學(xué)學(xué)報(bào);2008年03期

7 魏勇強(qiáng);王黎欽;;鈦合金TC4與鋁青銅在沖擊滑動(dòng)耦合作用下的磨損特性[J];潤滑與密封;2009年09期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 崔立;航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速滾動(dòng)軸承及轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

2 魏勇強(qiáng);沖擊滑動(dòng)耦合作用下高速軸承與密封材料磨損行為的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

本文編號(hào)：862712