大型滾動軸承力學(xué)性能及其疲勞壽命研究.pdf

1、大型滾動軸承由于其結(jié)構(gòu)大，承載能力強主要應(yīng)用于低速重載的場合中。目前針對大型滾動軸承的分析和研究包括載荷分布，軸承承載能力，軸承使用壽命及軸承結(jié)構(gòu)優(yōu)化。主要分析方法有理論計算、力學(xué)模型分析和有限元模型分析。由于該類軸承幾何結(jié)構(gòu)復(fù)雜，材料和熱處理方式不同，以及各種復(fù)雜的工作狀況，對此類軸承的分析研究還沒有形成統(tǒng)一的方法。本文旨在提出一種合理的大型滾動軸承力學(xué)分析模型和疲勞壽命分析方法。本課題來源于國家自然科學(xué)基金資助項目“大型滾動軸承壽命

2、的結(jié)構(gòu)尺度效應(yīng)研究(批準(zhǔn)號:51005031)”。基于本基金的研究內(nèi)容和目標(biāo)，本文主要進行以下研究工作:
　　首先，本文在前人對大型滾動軸承研究的基礎(chǔ)上，利用赫茲接觸理論及有限元分析方法建立合理的彈性支撐大型滾動軸承有限元模型，模擬大型滾動軸承在實際工況下軸承的滾動體載荷分布和接觸角大小。通過將力學(xué)模型計算結(jié)果與有限元模型分析結(jié)果進行對比，驗證大型滾動軸承有限元簡化模型的可行性。對比結(jié)果顯示，大型滾動軸承有限元簡化模型是可行的。<

3、br>　　其次，本文通過建立幾組不同的大型滾動軸承支撐模型，分析大型滾動軸承約束方式，支撐結(jié)構(gòu)不同剛度，以及支撐結(jié)構(gòu)局部硬點對大型滾動軸承力學(xué)性能的影響。
　　再次，本文利用有限元軟件建立滾動體與溝道彈性接觸模型，分析大型滾動軸承滾動體與溝道接觸應(yīng)力，溝道次表面應(yīng)力場及應(yīng)變場隨接觸深度的變化規(guī)律。結(jié)果顯示溝道最大等效應(yīng)力與最大切應(yīng)變發(fā)生在溝道次表面。將應(yīng)力壽命及應(yīng)變壽命疲勞壽命分析方法引入大型滾動軸承疲勞壽命分析中，分析溝道表面硬