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,主要研究內容如下:對汽車輪胎進行受力分析,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,并適當簡化。用無網(wǎng)格劃分軟件Mesh Free,進行靜力學分析,初步得到形變量和應變位置。在ABAQUS的動力學模塊中對有限元模型進行了材料參數(shù)、邊界條件、網(wǎng)格劃分等設置,得到了不同狀態(tài)下輪轂軸承的應力應變云圖。結果表明,最大接觸應力位于滾動體與內外圈接觸處。用n Code模擬出材料的S-N曲線,同時將載荷譜和有限元結果輸入n Code。對軸承進行疲勞壽命預測,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。使用旋轉彎曲疲勞試驗機,按照所設計的試驗方法,設置參數(shù),進行實驗,得到試驗結果,與輪轂軸承數(shù)值仿真的壽命進行對比分析,試驗結果與仿真結果誤差... 

【文章來源】：上海應用技術大學上海市

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

第一代輪轂軸承Fig1.1Firstgenerationwheelbearings

第2頁上海應用技術大學碩士學位論文1.3國內外研究現(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重要[5]，汽車行駛過程中，一點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[6]。汽車輪轂軸承和常用軸承一樣，也是由內圈、外圈、滾動體和保持架構成。初代輪轂軸承如圖1.1所示。特點是小巧，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構，能夠與制動盤、輪輞接合[7]，促進了密封技術和ABS的發(fā)展，如圖1.3所示。

第4頁上海應用技術大學碩士學位論文圖1.4解決疲勞問題的策略Fig1.4Strategiesforsolvingfatigueproblems為了實現(xiàn)軸承的壽命預測和可靠性分析，國內外的相關學者進行了大量方法研究。鄧士娟和謝磊等人使用支持向量機進行軸承壽命預測[18]，符賽等提出基于支持向量機的電磁繼電器儲存壽命預測方法[19]，黃海選擇支持向量機對新能源汽車的動力電池預測壽命[20]，者娜等用KPCA和SVM理論對軸承剩余壽命進行預測[21]。崔建國對飛機尾翼運用灰色理論和試驗預測壽命[22]。W.Ahmady提出利用回歸模型來進行壽命預測[23]。N.Gebraeel等基于神經(jīng)網(wǎng)絡對軸承的振動進行預測，KashyzadehKazemReza等提出用人工神經(jīng)網(wǎng)絡對AISI1045鋼材的壽命[24]，L.Ren等使用神經(jīng)網(wǎng)絡對軸承剩余使用壽命進行預測[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行了研究，2017年北京交通大學的劉德昆[27]做了大量工作，就高速列車所使用的軸箱軸承進行進一步研究，尤其是就疲勞問題開展了相關測試，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械的壽命也進行了不少研究分析。如陳立春對顎式破碎機偏心軸壽命[28]，茹常樂等對地鐵車輛轉向架構架壽命[29]，李偉峰等對船舶柴油機活塞環(huán)[30]，陳昌對鐵路信號設備都進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：運行時間較長，發(fā)生剝落、磨損等現(xiàn)象，軸承故障初期未進行查看和維修，或者維修不當?shù)取５谌前惭b不當，大約占失效數(shù)量的16%。其有兩種原因：首先

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于雙應力加速壽命試驗的關節(jié)軸承壽命預測與可靠性分析[J]. 張亞濤,邱明,周大威,盧團良,龐曉旭.  潤滑與密封. 2020(03)
[2]KPCA和改進SVM在滾動軸承剩余壽命預測中的應用研究[J]. 者娜,楊劍鋒,劉文彬,陳良超.  機械設計與制造. 2019(11)
[3]鐵路信號設備的可靠性分析[J]. 陳昌.  中國新通信. 2019(21)
[4]基于灰色神經(jīng)網(wǎng)絡的船舶柴油機活塞環(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]地鐵車輛轉向架構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.  失效分析與預防. 2019(03)
[7]基于Weibull分布的恒加載試驗置信樣本量的可靠性優(yōu)化設計[J]. 馮雪峰,唐家銀,譚啟濤.  機械強度. 2019(03)
[8]基于ABAQUS的局部缺陷滾子軸承動力學研究[J]. 馮樂,張婧,沈光飛,彭敬,費非.  機械設計與制造工程. 2018(10)
[9]基于NcodeDesignlife的高鐵牽引電機軸承疲勞壽命預測[J]. 張珂,曹國晉,張長友,閻衛(wèi)增.  熱加工工藝. 2018(12)
[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 2017

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



本文編號：3424986