隨著汽車制造業(yè)的換代升級,對輪轂軸承單元提出了長壽命、輕量化、高集成度等更高要求。這些都是對輪轂軸承性能,尤其是壽命的高要求,以期改善汽車行駛的穩(wěn)定性和安全性。本文的研究對象是三代輪轂軸承,主要研究內(nèi)容如下:對汽車輪胎進(jìn)行受力分析,合理制定出兩種狀態(tài)下的載荷譜。對軸承軸向載荷和徑向載荷進(jìn)行分析,依據(jù)ISO16281修正Lundberg-Palmgren公式,求得額定動載荷,計算出兩種狀態(tài)下的輪轂軸承的理論壽命。建立三維模型,并適當(dāng)簡化。用無網(wǎng)格劃分軟件Mesh Free,進(jìn)行靜力學(xué)分析,初步得到形變量和應(yīng)變位置。在ABAQUS的動力學(xué)模塊中對有限元模型進(jìn)行了材料參數(shù)、邊界條件、網(wǎng)格劃分等設(shè)置,得到了不同狀態(tài)下輪轂軸承的應(yīng)力應(yīng)變云圖。結(jié)果表明,最大接觸應(yīng)力位于滾動體與內(nèi)外圈接觸處。用n Code模擬出材料的S-N曲線,同時將載荷譜和有限元結(jié)果輸入n Code。對軸承進(jìn)行疲勞壽命預(yù)測,得到不同狀態(tài)下輪轂軸承壽命和損傷云圖,即數(shù)值仿真的輪轂軸承疲勞壽命。使用旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī),按照所設(shè)計的試驗(yàn)方法,設(shè)置參數(shù),進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到試驗(yàn)結(jié)果,與輪轂軸承數(shù)值仿真的壽命進(jìn)行對比分析,試驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果誤差... 

【文章來源】：上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)上海市

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

第一代輪轂軸承Fig1.1Firstgenerationwheelbearings

第2頁上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3.1輪轂軸承發(fā)展現(xiàn)狀這對于汽車的整車行駛和安全至關(guān)重要[5]，汽車行駛過程中，一點(diǎn)小問題都有可能引發(fā)事故。輪轂軸承的良好性能表現(xiàn)也是評價汽車性能的重要指標(biāo)[6]。汽車輪轂軸承和常用軸承一樣，也是由內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架構(gòu)成。初代輪轂軸承如圖1.1所示。特點(diǎn)是小巧，易生產(chǎn)，易安裝[7]。圖1.1第一代輪轂軸承Fig1.1Firstgenerationwheelbearings第二代輪轂軸承加了法蘭盤，將套圈與懸架連接。不僅節(jié)省空間，更是便于安裝[7]。如圖1.2所示。圖1.2第二代輪轂軸承Fig1.2Secondgenerationwheelbearings第三代輪轂軸憑借一體化結(jié)構(gòu)，能夠與制動盤、輪輞接合[7]，促進(jìn)了密封技術(shù)和ABS的發(fā)展，如圖1.3所示。

第4頁上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文圖1.4解決疲勞問題的策略Fig1.4Strategiesforsolvingfatigueproblems為了實(shí)現(xiàn)軸承的壽命預(yù)測和可靠性分析，國內(nèi)外的相關(guān)學(xué)者進(jìn)行了大量方法研究。鄧士娟和謝磊等人使用支持向量機(jī)進(jìn)行軸承壽命預(yù)測[18]，符賽等提出基于支持向量機(jī)的電磁繼電器儲存壽命預(yù)測方法[19]，黃海選擇支持向量機(jī)對新能源汽車的動力電池預(yù)測壽命[20]，者娜等用KPCA和SVM理論對軸承剩余壽命進(jìn)行預(yù)測[21]。崔建國對飛機(jī)尾翼運(yùn)用灰色理論和試驗(yàn)預(yù)測壽命[22]。W.Ahmady提出利用回歸模型來進(jìn)行壽命預(yù)測[23]。N.Gebraeel等基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對軸承的振動進(jìn)行預(yù)測，KashyzadehKazemReza等提出用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對AISI1045鋼材的壽命[24]，L.Ren等使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對軸承剩余使用壽命進(jìn)行預(yù)測[25]。早在1995年徐人平等[26]，就對滾動軸承壽命的離散性和可靠性進(jìn)行了研究，2017年北京交通大學(xué)的劉德昆[27]做了大量工作，就高速列車所使用的軸箱軸承進(jìn)行進(jìn)一步研究，尤其是就疲勞問題開展了相關(guān)測試，探究零件在使用中的可靠程度。近幾年，對于軸承以外其他機(jī)械的壽命也進(jìn)行了不少研究分析。如陳立春對顎式破碎機(jī)偏心軸壽命[28]，茹常樂等對地鐵車輛轉(zhuǎn)向架構(gòu)架壽命[29]，李偉峰等對船舶柴油機(jī)活塞環(huán)[30]，陳昌對鐵路信號設(shè)備都進(jìn)行了可靠性分析和研究[31]。1.4輪轂軸承的失效研究1.4.1輪轂軸承失效原因潤滑不良是軸承初期失效的一個重要原因。具體來說包括：潤滑油脂選擇不正確，潤滑產(chǎn)品沒有及時補(bǔ)充和加注，以及潤滑方式不正確等。其次是疲勞破壞，過早損壞的情況中34%都是由此引發(fā)。軸承疲勞的主要原因有：運(yùn)行時間較長，發(fā)生剝落、磨損等現(xiàn)象，軸承故障初期未進(jìn)行查看和維修，或者維修不當(dāng)?shù)�。第三是安裝不當(dāng)，大約占失效數(shù)量的16%。其有兩種原因：首先

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于雙應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)的關(guān)節(jié)軸承壽命預(yù)測與可靠性分析[J]. 張亞濤,邱明,周大威,盧團(tuán)良,龐曉旭.  潤滑與密封. 2020(03)
[2]KPCA和改進(jìn)SVM在滾動軸承剩余壽命預(yù)測中的應(yīng)用研究[J]. 者娜,楊劍鋒,劉文彬,陳良超.  機(jī)械設(shè)計與制造. 2019(11)
[3]鐵路信號設(shè)備的可靠性分析[J]. 陳昌.  中國新通信. 2019(21)
[4]基于灰色神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的船舶柴油機(jī)活塞環(huán)退化可靠性研究[J]. 李偉峰,王磊.  自動化與儀器儀表. 2019(10)
[5]地鐵車輛轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的疲勞壽命及可靠性研究[J]. 茹常樂,王斌杰,孫守光,劉志明,李秋澤.  鐵道車輛. 2019(07)
[6]滾動軸承接觸疲勞失效的影響因素及其研究現(xiàn)狀[J]. 郭浩,雷建中,扈林莊.  失效分析與預(yù)防. 2019(03)
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[10]我國滾動軸承磨損失效分析現(xiàn)狀及展望[J]. 王姍姍,郭浩,雷建中,張永振.  軸承. 2017(10)

博士論文
[1]高速列車軸箱軸承疲勞壽命及可靠性研究[D]. 劉德昆.北京交通大學(xué) 2017

碩士論文
[1]顎式破碎機(jī)偏心軸剩余壽命預(yù)測及其再役可靠性研究[D]. 陳立春.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 2019
[2]高鐵軸承疲勞特性分析及可靠性壽命預(yù)測[D]. 曹國晉.上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué) 2018
[3]裂紋對汽車輪轂軸承影響的仿真及試驗(yàn)研究[D]. 馬君達(dá).河南科技大學(xué) 2017
[4]基于ABAQUS的圓柱滾子軸承動力學(xué)研究[D]. 馮樂.蘭州理工大學(xué) 2017
[5]鋰離子動力電池老化特性研究與循環(huán)壽命預(yù)測[D]. 黃海.山東大學(xué) 2016
[6]輪轂軸承結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計與疲勞壽命分析[D]. 袁騰飛.重慶理工大學(xué) 2016
[7]汽車輪轂軸承疲勞壽命分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[D]. 沈元杰.南京航空航天大學(xué) 2016
[8]鐵道車輛車鉤疲勞強(qiáng)度分析及試驗(yàn)臺設(shè)計[D]. 方凱.西南交通大學(xué) 2015
[9]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和SVM的信號分類方法的研究[D]. 李文婷.南京師范大學(xué) 2015
[10]車用輪轂軸承疲勞壽命分析[D]. 徐興振.蘇州大學(xué) 2014



本文編號：3424986