内外圈油沟几何尺寸对轴承等效应力和最大正交剪切应力的影响

针对如何选择合适的轴箱轴承油沟尺寸的问题,文章利用HyperMesh软件根据轴箱轴承径向载荷分布情况建立了轴承有限元模型,通过有限元法分析轴承油沟在滚道方向的尺寸L（L为1.2、1.5、1.8、2.1、2.4和2.7 mm）对轴承Von Mises应力和最大正交剪切应力的影响。结果表明:轴承油沟在滚道方向的尺寸L变化时轴承各部分的Von Mises应力变化范围和变化率均不相同;L为2.1 mm左右时既可以提供润滑,减少磨损,同时又能够降低轴承各部分的Von Mises应力;轴承内圈的最大正交剪切应力明显高于轴承外圈和滚子的最大正交剪切应力;L为2.1 mm时可最大程度降低轴承的最大正交剪切应力,提高轴承的疲劳寿命。     

圆锥滚子轴承接触应力数值求解与凸度优化

在系统介绍有限长线接触滚动轴承接触应力求解理论的基础上,编制MATLAB求解程序对圆锥滚子轴承的接触应力和变形进行求解,并举例对程序的可行性进行验证。其次,针对工程对数凸度曲线应用于圆锥滚子轴承的凸度优化中出现的滚子小端应力大于大端应力的情况对工程对数曲线进行改进,最后举例进行了验证,结果显示滚子和滚道接触应力沿滚子长度方向的分布更加均匀。     

残余应力及其表征参数对材料滚动接触性能的影响

为了深入研究残余应力对滚动接触的影响规律,建立了圆柱滚子轴承二维有限元简化模型,在施加不同残余应力的基础上进行弹塑性分析,并对残余应力的表征参数如梯度、大小和深度等进行了影响研究。结果表明：残余压应力能使弹性变形阶段的接触应力和塑性变形阶段的塑性应变下降;等大的残余拉应力则使二者增大更大的比率。通过参数研究发现：残余压应力梯度越小,塑性应变越小,残余拉应力梯度越接近0,塑性应变越小;残余压应力越大,塑性应变越小,残余拉应力越大,塑性应变越大;残余压应力加深一定值能够降低滚动接触塑性应变,从而提高疲劳寿命,残余拉应力的加深则会引起塑性应变和疲劳损伤的增大。     

材料填充对开槽轴承接触力与润滑性能的影响

轴承滚道界面的润滑状态及接触力对轴承寿命的影响十分显著,为提高圆柱滚子轴承寿命,提出了在轴承外圈开槽填充弹性体的方法。采用有限元法计算了不同槽宽及丁晴橡胶、尼龙1010、硬铝合金和紫铜四种填充材料对轴承内滚道和滚子接触力的影响。在此基础上,建立了考虑圆柱滚子轴承真实表面粗糙度混合润滑数学模型,分析了不同转速下不同填充材料对轴承润滑性能的影响。结果表明：轴承外圈开槽并填充弹性体对轴承的润滑状态和接触力影响显著;最大受载滚子与内滚道的接触力随着填充材料弹性模量的减小而减小,采用丁晴橡胶和尼龙1010填充材料可明显增加滚子接触个数,有效降低接触力。转速的增加会使油膜变厚、摩擦系数、接触载荷比、接触面积比、最大接触应力减小,采用丁晴橡胶填充材料轴承润滑性能最好。     

卡箍快开卧式深海模拟舱的径向密封结构及其密封可靠性评价

针对卡箍快开盖结构的卧式深海模拟舱在深海高背压环境下存在密封可靠性不足问题,提出了一种深海模拟舱O形圈径向密封结构,建立了该结构的非线性有限元模型. 通过O形圈的密封面接触应力与内部Von Mises应力评价该结构的密封可靠性,讨论了舱内介质压力、O形圈预压缩率、槽口倒圆、配合间隙对深海模拟舱密封性能的影响. 仿真结果表明:加压过程中接触应力峰区位置显著改变,舱内水压由0 MPa加至25 MPa时,橡胶圈形状及Von Mises应力分布急剧变化,由25 MPa加至45 MPa时,橡胶圈形状及Von Mises应力峰区位置基本不变,该结构能够实现45 MPa压力下的有效密封. 预压缩率的增加会显著增加主接触面密封带宽度,增大槽口倒圆有助于降低Von Mises应力,Von Mises应力峰值随配合间隙的增加先增大后减小,增大配合间隙有助于提高密封带宽度. 试验结果证明:当O形圈的预压缩率为10℅、槽口倒圆为0. 4 mm、配合间隙为0. 7 mm时,利用该密封结构所研制的深海高压舱在40、45、50 MPa水压时均能保证有效密封.     

KIRD203818型圆柱滚子轴承失效原因分析及优化

针对KIRD203818型圆柱滚子轴承磨损失效问题进行研究,通过检测分析推断出滚子脆性高、韧性低残余应力大是其疲劳磨损失效的主要原因.提出对滚子热处理工艺和轴承结构的优化方案,并对优化前后的轴承寿命损伤进行模拟仿真分析.优化后的轴承滚道最大接触应力值、损伤率有所下降,理论寿命大幅上升.疲劳寿命试验结果表明,此优化方案可在很大程度上增强轴承的承载能力,减缓轴承磨损,延长轴承实际使用寿命.     

温度对考虑黏弹性的钢-橡胶对滚结构动态力学特性的影响

为研究温度对考虑黏弹性的钢-橡胶对滚结构的动态力学特性的影响,通过钢-橡胶对滚结构实验平台进行钢-橡胶对滚结构动态力学特性实验,测得在连续转动过程中橡胶辊的温度变化以及压深变形量、接触宽度等,分析温度对橡胶辊压深变形量及接触宽度的影响.采用与实验平台橡胶辊相同材料的圆盘形试样进行动态热分析实验,得到不同温度下的橡胶应力松弛曲线以及不同频率下的损耗因子;基于此实验数据,对橡胶材料进行本构模型参数辨识,得到不同温度下超弹、黏弹参数;最后对钢-橡胶对滚结构进行不同温度下的瞬态动力学仿真,讨论橡胶辊的黏弹性强弱与温度的关系,分析不同温度下橡胶辊的压深变形量、接触宽度、von Mises应力应变、接触压力以及接触刚度等特性.结果表明:橡胶辊的黏弹性程度随温度的升高而减弱;温度对橡胶辊动态力学特性的显著影响表现在von Mises应力、接触压力及接触刚度随温度的升高而减小,von Mises应变、压深变形量及接触宽度随温度的升高而增大.     

高速滚动轴承动态特性的粗糙效应分析

耦合部分弹性流体动力润滑理论建立了高速圆柱滚子轴承动力学模型,着重分析了轴承元件表面粗糙效应对高速圆柱滚子轴承元件动态运动特性的影响,提出了考虑粗糙效应的轴承动态分析方法并得到了实验的支持     

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。     

轧机轴承偏载下的有限元分析研究

实际工作中的轧钢机械工作辊既承受径向力，同时又受轴向力的作用，因此，轧机工作辊用轴承在不同偏载程度下，轴承套圈与滚子将有不同的接触应力表现。章运用ANSYS有限元分析软件，建立了ANSYS有限元分析模型，分析了实际工作中的轴承套圈与滚子的接触状态。通过对均布载荷和三种不同偏载情况下的有限元模型的计算分析，得到了偏载下滚子沿轴向方向的接触应力分布的偏载效应规律，以及当倾斜程度不同时，接触应力变化与载荷变化之间呈非线性规律；在进行轧机轴承设计、制造及使用时，必须考虑偏载的影响。中还指出，关于较大偏载状况的滚子接触应力分布规律的研究，对滚子母线进行合理修形具有参考价值。     

圆锥滚子轴承内圈挡边与滚子接触处的润滑

挡边与滚子接触情况是影响352226型铁路轴承温升的主要原因之一.在对铁路轴承进行实验研究的基础上,借助SKF公司的经验,从理论上分析了圆锥滚子轴承内圈挡边和滚子接触处的润滑特性,通过对滚子与挡边在不同的接触点所形成的不同的摩擦力矩的特性曲线分析以及对滚子端面与挡边在不同润滑状况时跑合工作温度的试验,得出了滚子与挡边形成弹性流体动力润滑的条件,即圆锥滚子轴承的挡边与滚子接触位置应当保持在内圈挡边的中心.     

Characteristics of Left-Right Spiral Hollow Cylindrical Roller

Based on new rolling-sliding compound bearings,the wear between the one-way spiral hollow cylindrical roller and the ribs of the inner and outer ring of rolling-sliding compound bearings is reduced by innovational structural design. A new left-right spiral hollow cylindrical roller is proposed to replace the one-way spiral hollow cylindrical roller. The finite element analysis models of ordinary cylindrical rollers,one-way spiral hollow cylindrical rollers and left-right spiral hollow cylindrical rollers are respectively established by ABAQUS.The axial displacement of their center mass and the stress distribution of left-right spiral hollow cylindrical rollers are compared and analyzed. Theoretical study results show that this new left-right spiral hollow cylindrical roller not only inherits the advantages of one-way spiral hollow cylindrical rollers,but also avoids the axial offset and the serious wear of the one-way spiral hollow cylindrical roller. And the theory research conclusion is verified by the experiment. The left-right spiral hollow cylindrical roller has the advantages to overcome boundary stress concentration like logarithmic convex roller. The rolling-sliding compound bearings equipped with the new rollers can be better to adapt to the impact of vibration load.     

凸凹接触式行星滚柱丝杠的啮合承载特性

为提高行星滚柱丝杠的承载能力,分析优化行星滚柱丝杠的螺纹牙型,提出一种基于凸凹接触的啮合方式。设计凹圆弧的丝杠和螺母牙型轮廓,基于空间啮合理论推导螺纹曲面方程、空间啮合方程,并基于赫兹接触理论和变形协调方程建立负载分布模型;采用数值计算的方法对啮合点位置、轴向间隙和接触应力进行求解,系统揭示了牙侧角、螺距等参数对啮合点位置、轴向间隙和负载分布的影响规律,并对比分析标准式和凸凹式行星滚柱丝杠的接触应力。结果表明:牙侧角对轴向间隙的影响最大,丝杠和螺母的凹圆弧半径变化对接触点位置和轴向间隙几乎没有影响,但对承载能力影响十分明显;与标准式相比,凸凹接触式行星滚柱丝杠的承载能力有较大的提高,丝杠和螺母凹圆弧半径越小承载能力提高越明显。本研究为研制高承载、高使用寿命的行星滚柱丝杠提供了优化设计和分析的依据。     

Transient dynamic analysis and comparison on wedging processes of overrunning clutches with different contact surfaces

The effects of contact surface on dynamic wedging behavior of the roller and inner-ring of the overrunning clutch in a dual-turbine torque converter were investigated to reveal the friction self-locking mechanism and dynamic process. Planar strain clutch models including roller, inner-ring and outer-ring were built, and transient wedging process was analyzed with an explicit dynamics method. The modeling of stress and strain distribution and variation of two kinds of contact surfaces show that there are three stages named slipping, wedging and binding respectively during whole wedging process. Meanwhile the geometric structures of contact surfaces greatly influence the peak stress and strain distribution of the wedging process of the roller and inner-ring. The load bearing performance of contact surfaces with logarithmic spiral curve is better than that with straight line. Our study provides theoretical foundation for design and further optimization of wedging contact surface of an overrunning clutch in a dual-turbine hydrodynamic torque converter.     

纳米圆柱体与平面粘着接触的分子动力学模拟

用分子动力学方法模拟了不同半径的刚性圆柱体压头与弹性基体的粘着接触过程。给出了接触力、静态结构因子及压头与基体最小间隙随压头位移的变化关系,以及接触区域的von Mises应力分布。结果表明,在突跳接触与接触分离时,随着压头尺寸的增大,粘着滞后现象越明显。高应力区出现在接触区域两边,且当压头半径减小时,von Mises应力随着压入深度的增大而迅速增大,说明粘着力对小尺寸压头的接触过程影响较大。     

圆锥凸度滚子轴承的接触特性研究

圆锥滚子轴承中滚子与滚道之间的接触状态稳定与否,依赖于滚子由非接触区进入接触区过程中的力矩中心和滚子重心的偏移。采用Herz接触假设和Besineq解分析、计算了圆锥滚子轴承接触的过程,在准静态下分析了凸度滚子廓形曲线对受力的影响。研究表明：在非匀曲率接触情况下,滚子与滚道间的偏载效应影响了滚子运行中的姿态,进而恶化轴承的受力结构。