涂层材料特性对滚动轴承接触性能的影响

使用半解析法求解涂层材料的接触问题. 对于接触压力的求解采用共轭梯度法;而表面弹性变形以及次表层应力,通过解析法得到影响系数,并采用离散卷积-快速傅里叶变换加速求解. 结果表明,薄涂层对表面压力的改变很小,主要由基体承受载荷,对于滚子轴承而言,涂层不能消除边缘压力集中;最大Von-Mises应力的大小和位置与涂层材料、涂层厚度以及摩擦因数有关;与软涂层相比,硬涂层具有较大的界面剪切应力,涂层剥落、黏着失效更易发生,随着涂层厚度的增加,最大界面剪切应力先增加后减小.      

滚动轴承接触问题的罚有限元分析

用罚有限元法分析了圆柱滚子轴承的接触非线性问题。应用所编程序计算出了有间隙圆柱滚子轴承的接触区与接触压力分布．所得结果同相应的实验结果较为一致．从而为进行轴承强度计算和优化设计提供了一种可靠的数值方法．     

轴承工作过程中摩擦状态的仿真分析研究

1.钢丝滚道球轴承摩擦力和摩擦力矩产生机理 滚动轴承在工作的过程中,由于受到预紧和工作载荷的作用,会产生摩擦,摩擦的主要形式有以下几种: (1)弹性滞后引起的滚动摩擦:滚珠在载荷的作用下沿滚道表面滚动,接触表面下的材料产生弹性变形.在接触消除后,弹性变形的主要部分恢复.但是,通常在载荷增加时,给定应力所对应的变形总量总是小于载荷减小时的变形,称为弹性滞后,反映了一定的能量损失,表现为滚动摩擦阻力.     

固体润滑滚动轴承动态特性有限元分析

参照卫星驱动机构使用的C36018固体润滑角接触球轴承,建立了三维模型,借助ABAQUS有限元软件,对固体润滑滚动轴承进行显式动力学仿真分析,得到了不同转速和轴向力下轴承各部件的动态接触应力及滚珠和内圈的运动状态,并与无涂层润滑条件下的结果进行了对比分析.结果表明:轴向载荷增加,轴承各个部件的应力幅值都有所增大,滚珠和保持架开始转动所需的时间缩短;转速增加,接触区域应力峰值变化频率增大,但对应力幅值的影响很小;具有固体润滑涂层的滚道接触面,在与滚珠发生接触时,涂层发生弹性变形,接触面积增大,接触应力减小,可以有效地保护轴承.     

基于接触疲劳强度的滚动轴承寿命预测模型

本文运用机械可靠性理论,将滚动轴承处理为由内圈,外圈和滚动体串联而成的机械系统,并认为它们的接触疲劳寿命服从三参数威布尔分布.在此基础上导出了以接触疲劳强度为基础的滚动轴承疲劳寿命预测公式.同时证明了Lundberg-Palmgren方法的寿命公式为新模型的一个特殊形式.     

装配对角接触球轴承接触特性影响分析

为了探索角接触球轴承装配过盈和轴向预紧对接触特性的影响及规律,基于赫兹接触理论及假设条件建立球轴承接触角、接触尺寸和接触应力的理论计算模型,以7206C型角接触球为对象构建有限元装配接触模型,确定配合过盈量和预紧量的加载及约束方案。通过有限元解析和理论计算获得装配体中角接触球轴承的接触区域形状、接触应力和接触角数值。结果表明:配合过盈使接触区域成圆形分布,且接触应力低、接触角略小于初值;轴向预紧使接触区扩大成扁长椭圆状且接触应力较高、接触角明显大于初值;综合装配预紧使接触形状、接触应力和接触角趋于稳定,轴承支承刚度提高。     

轮轨激励条件下轴箱轴承内圈故障振动特性分析

高速列车运行过程中,轮轨复杂激励会对轴箱轴承的动力学行为产生不可忽视的影响.首先利用UM(universal mechanism)软件建立车辆-轨道动力学模型,在对车辆模型进行稳定性、平稳性和安全性验证的基础上,获取了复杂激励下轴箱轴承所受的垂向、纵向和横向载荷;然后,通过Solidworks软件和ADAMS软件建立了轴箱轴承内圈剥离故障动力学模型,通过与滚振实验台轴箱轴承实验对比,验证了所提模型的准确性.通过动力学仿真分析可知,轴箱轴承故障侧的滚子与内圈接触载荷大于非故障侧与正常轴承,故障侧保持架的振动大于非故障侧与正常轴承,内圈故障冲击加剧了轴承保持架与外圈的质心波动.最后,进一步对比考虑轮轨激励下与定载荷下故障轴承仿真结果发现,受轮轨激励的影响轴承内部各个元件间的接触载荷显著增大,轴承保持架与外圈质心运动轨迹盒维数显著增大.研究成果对揭示实际工况下高速动车组轴箱轴承内部元件振动特性规律具有重要意义.     

滚动轴承微接触区域油膜流动特性的SPH数值分析

通过SPH方法的基本理论并结合Navier-Stokes方程,利用C语言研发了考虑油膜非线性流动性行为的软件系统,对滚动轴承微接触区域油膜进行了假设并建立了SPH数值计算模型,用不同的油膜粘度系数对滚动轴承微接触区域在富油条件下的油膜流动行为进行了探讨。根据极速启动的实际工况,模拟富油静压状态下在一定的粘度值不同时刻油膜粒子的压强变化,结果表明油膜压强在不同时刻呈现非线性变化的规律。并通过对粘度值的改变,探讨其对油膜粒子压强的影响,以揭示滚动轴承在复杂接触区域中油膜粒子的运动特性。     

轴向受载的高速滚动轴承动态特性分析

根据Hertz接触理论和刚性套圈理论,建立了轴向受载时高速滚动轴承的力学模型,得到了组成该模型的动态特性方程组。针对传统Newton-Raphson迭代方法对所建立的动态特性方程组求解过程中对初值敏感、不易收敛和振荡的问题,提出了基于遗传算法的求解方法,并将所得结果与传统Newton-Raphson方法结果进行了对比。结果表明,遗传算法可以有效求解高速滚动轴承的动态特性方程组,避免了传统方法的缺点,提高了编程效率。     

滚动轴承性能退化过程振动特性研究

基于6205轴承开展滚动轴承性能退化规律研究。首先设计数据采集系统记录振动加速度信号,采用疲劳加速度寿命试验方案,经592小时试验获得6套轴承性能退化过程数据。然后分析振动信号常用时域参数特征,结果表明时域参量在性能退化过程具有相同的规律趋势,并将故障过程定义为早期故障、中度故障、严重故障、预警和性能失效五个阶段。最后,基于振动加速度信号特征分析了性能退化过程的故障发展规律及其特性。研究结果能用于滚动轴承性能退化评价,也能为设备主动维护提供决策依据。     

典型油槽向心关节轴承的接触特性分析

文章利用有限元方法(finite element method,简称FEM)分别建立了无油槽、单环形油槽、8字形油槽(交叉油槽)向心关节轴承的三维有限元模型,并分析了它们在相同载荷条件和边界条件下的应力和应变情况,得出了各轴承内、外圈分别沿轴向的应力应变分布图以及内外圈之间的接触压力分布云图,据此研究不同油槽对关节轴承接触特性的影响。结果表明,油槽对于轴承的应力应变及接触压力分布均有较为明显的影响,故轴承设计时应充分考虑该因素。     

滚动轴承内圈圆、粗糙、波纹度的综合检测

阐述了滚动轴承误差检测的基本理论,并设计开发了一种检测系统,该系统采用了高精度差动式磁芯型电感位移传感器和小波包分解与重构技术.通过对轴承内圈表面特征数据一次采样,实现表面圆度、粗糙度、波纹度误差的综合检测和分析评定.通过对406型轴承的实测数据进行处理,成功实现了三种误差信号的分离,实验证明了该系统的可靠性和实用性.     

带接触环的双钢管约束屈曲支撑的恢复力特征分析

带接触环的双钢管约束屈曲支撑(TBRBs)是一种新型的约束屈曲支撑,是对双钢管约束屈曲支撑的改进.基于有限元理论,建立带接触环的双钢管约束屈曲支撑的有限元模型,通过详细计算与分析,表明这种约束屈曲支撑具有良好的耗能能力和恢复力特征,而且改善了常用约束屈曲支撑所出现的连接困难等问题.     

低速重载轴承的有限元分析及研究

以某炼钢厂转炉的耳轴轴承这类低速重载轴承为研究对象,针对低速重载轴承中各零件间接触问题进行分析,确定了合适的接触形式和算法,并建立其三维实体模型.采用有限元方法,计算出轴承各元件的应力和应变.将进一步修正得到耳轴轴承计算顶隙,与实测轴承顶隙进行比较,其结果令人满意.     

回转支承内、外圈装配中的选配模型

在对回转支承的内、外圈进行装配时 ,为了获得最优装配组合 ,运用网络流规划将该问题转化为网络最大流问题 ,并建立了一种选配模型。通过合理定义模型网络的中间点、弧的容量和方向以及模型的一般约束条件 ,应用有效算法求出了模型网络的最大流 ,最终获得了内、外圈的最优装配组合。同时 ,基于该模型开发了用于选配回转支承内、外圈的软件模块 ,并在实际生产中得到了应用     

滚动轴承故障诊断系统研究

在对滚动轴承振动信号特征分析的基础上，建立了AR模型，利用AR模型参数建立径向基函数神经网络，并用该网络对滚动轴承的故障模式进行了识别。最后应用Matlab语言强大的计算功能，建立了滚动轴承故障诊断系统。理论和试验证明了该系统的有效性，且具有较高的识别精度。     

基于LCD-MCKD的滚动轴承故障特征提取方法

鉴于在复杂工况和强背景噪声环境下,滚动轴承的非线性非平稳信号的特征提取非常困难,导致早期故障难以诊断,提出了一种基于局部特征尺度分解(LCD)和最大相关峭度解卷积(MCKD)的故障特征提取方法.首先,利用LCD对信号进行分解,获得一系列瞬时频率具有物理意义的内禀尺度分量(ISC),选取相关系数较大的ISC分量进行重构;然后,利用MCKD方法对重构信号进行处理,增强冲击信号频率,实现降噪;最后,对经LCD-MCKD处理过的信号进行希尔伯特包络谱分析,验证所提方法的有效性.仿真和实验表明该方法能够有效提取故障特征频率,实现故障诊断.     

三层对称双金属复合板纵向变厚度轧制过程数值模拟研究

双金属变厚度复合板是以双金属层状复合板为原料,通过纵向变厚度轧制成形的一种新型结构材料。由于双金属复合板基体与覆层金属力学性能存在差异,异质组元金属在变形区内流动规律及界面变形不协调,复合界面容易发生撕裂分离和轧后翘曲等问题。本文利用有限元法模拟分析了不锈钢-碳钢复合板纵向变厚度轧制过程,重点分析轧制过程中变形区中性角、压下率分配、轧制力能参数及金属界面的力学行为,为CLP板轧制工艺规程设计奠定基础。     

Tribological properties of electroless Ni-P-SiC composite coatings in rolling/sliding contact under boundary lubrication

Ni-P-SiC composite coatings were prepared under a given bath composition and operation parameters of electroless plating. The tribological properties of the Ni-P-SiC composite coatings after annealing at 400℃ for 1 h were tested in rolling/sliding contact under boundary lubrication condition using a two-roller tribometer. The measurement contained friction coefficient, contact surface temperature, contact electrical resistance, and wear rate of the Ni-P-SiC composite coatings under various slide to roll ratios, loads, and rolling speeds. For the simultaneous examination of the effect of the chosen parameters on the tribological properties of the Ni-P-SiC composite coatings, an orthogonal regression experimental design method was used.     

不同加筋双层板结构隔声特性研究

针对双层板结构隔声性能的分析,很少有对比不同加筋双层板和空腔双层板隔声性能差别的。本文首先分析了夹层为空腔的双层板隔声特性,通过理论、仿真和试验相结合的方法确定选用仿真分析方法的准确性,然后对夹层分别为波纹加筋板和正交加筋板的双层板结构进行隔声特性的分析。对波纹加筋双层板分析时,对比了“全耦合模型”、“声透明模型”和“无内部声腔模型”三种模型隔声曲线的区别。结果表明,三种模型计算的隔声曲线吻合很好,因而可以用“无内部声腔模型”计算。通过对比空腔、波纹加筋和正交加筋双层板的隔声曲线,发现内部加筋对双层板的隔声性能有很大的影响,因而研究了声桥对双层板隔声的影响。结果表明,声桥刚度越大,在频率低时,能抑制两板的共振,增加隔声量,而在频率高时,反而会降低板结构的隔声量。