基于损伤力学的滚动轴承疲劳寿命预测

《基于损伤力学的滚动轴承疲劳寿命预测》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中图分类号:V233论文编号:102870718-SZ005学科分类号:085222硕士学位论文基于损伤力学的滚动轴承疲劳寿命预测研究生姓名谢阶栋专业类别工程硕士专业领域交通运输工程指导教师陈果教授南京航空航天大学研究生院民航学院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofCivilAviationFatiguelifepredictionofrollingbearingbasedondamageme

2、chanicsAThesisinTransportationEngineeringByXieJiedongAdvisedbyProfessorChenGuoSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承诺书本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本

3、论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要滚动轴承作为旋转机械的关键部件，其可靠性直接关系到航空发动机等重要旋转机械能否正常运行。对滚动轴承寿命进行有效的预测，具有极其重要的理论意义和工程实用价值。由于基于损伤力学的滚动轴承寿命

4、预测结合了实际滚动轴承失效的力学机理。所以，建立在损伤力学基础上的剥落失效模型在理论上更具优势。本文基于损伤力学-有限元的方法对滚动轴承中应用最为广泛的深沟球轴承进行了寿命预测研究。主要进行如下几个方面的工作：（1）基于弹性力学基础及损伤力学原理，根据滚动轴承疲劳损伤的机理推导得到了耦合损伤的滚动轴承接触疲劳模型。并根据轴承钢GCr15的扭转S-N曲线，计算得到耦合损伤的滚动轴承接触疲劳模型中有关材料的参数。（2）根据Hertz接触的相关理论，推导得到点接触球轴承接触应力理论计算公式，通过理论和仿真的方法得到了

5、滚动轴承接触应力分布。通过对接触应力区的分析，进一步验证滚动轴承疲劳损伤主要是由交变的切应力导致的结论。（3）基于轴承钢GCr15材料扭转S-N曲线，通过仿真分析验证了耦合损伤的滚动轴承接触疲劳模型的正确性。（4）基于耦合损伤的滚动轴承接触疲劳模型，利用二维滚动轴承模型计算了不同情况下6206球轴承的寿命，分析了径向载荷、润滑条件、轴承缺陷、滚珠数以及转速对滚动轴承寿命的影响。（5）进行了滚动轴承疲劳强化试验，分别选取正常6206轴承和内滚道加工有人工缺陷的6206轴承进行试验。试验轴承初始疲劳剥落位置验证了轴

6、承应力仿真计算结果。轴承试验寿命和仿真预测寿命取得了较好的精度，验证了本文仿真计算模型结果的正确性。关键词：滚动轴承，损伤力学，有限元仿真，寿命预测，滚动轴承应力分析i基于损伤力学的滚动轴承疲劳寿命预测ABSTRACTAsthekeycomponentoftherotatingmachinery,thereliabilityoftherollingbearingisdirectlyrelatedtothenormaloperationoftheimportantrotatingmachinery,suchasa

7、eroengine.Theeffectivepredictionofthelifeofrollingbearinghasveryimportanttheoreticalsignificanceandpracticalvalueofengineering.Thelifepredictionofrollingbearingbasedondamagemechanicscombinesthemechanicalmechanismoftheactualrollingbearingfailure.Therefore,the

8、exfoliationfailuremodelbasedonthedamagemechanicsismoreadvantageousintheory.Inthispaper,basedonthedamagemechanicsfiniteelementmethod,thelifepredictionofthemostwidelyuseddeepgrooveballbearinginrol