一种在时域模拟中准确考虑非Hertz接触应力的新准静态圆柱滚子轴承模型.pdf

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1、国外轴承技术．2014．1一种在时域模拟中准确考虑非Hertz接触应力的新准静态圆柱滚子轴承模型[美]SimonKabus等：倾斜角偏斜符号说明：辅助参数，rr／rnc：游隙(无下角标时为直径方向)6：滚子／滚道接触变形C：基本额定动载荷△：位移c0：基本额定静载荷l，：泊松比c。：凸度轮廓0：轴承套圈转角E：弹性模量：轴承角位置Fe。：当量径向力角标Fa：轴向力a：轴向Fo：滚子惯性力c：保持架F：径向力f：挡边h，：滚子接触处挡边高度i：内圈／内滚道k。：挡边接触刚度：滚子编号Z：长度(无下角标时为有效接触长度)

2、k：切片编号m：滚子质量m：滚道编号：力矩n：疲劳寿命指数n：挡边接触刚度或寿命指数o：外圈／外滚道n。：切片总数P：节圆Q：凸度设计载荷r：滚子Q：滚道接触动载荷容量圆柱滚子轴承径向刚度大，能支承大的q：滚道切片接触动载荷容量q：当量滚道切片接触载荷径向载荷。除了径向载荷，内、外圈均带挡r：半径边的圆柱滚子轴承还可支承轴向载荷，可在z：滚子总数单向或双向为轴提供支承。者提出了与之相反的理论。尽管如此，没有参考文献(略)一个理论可以充分解释白色腐蚀带的形成与MicrostructuralAlterationsinBe

3、aringSteelsUnderRollingContactFatiguePart1一HistoricalOverview其特定取向。第二部分将继续讨论白色腐蚀带的机理，并建立一个弹塑性有限元模型与译自(TribologyTransactions)No．56(2013)：349—358．扩散模型结合来预测白色腐蚀带的形成及其陈天驹译董淑静校特定取向。·10·国外轴承技术．2014．1圆柱滚子轴承的多个模型见文献[1—在时域模拟时能够用于插人接触结果。文献5]，但都是用Hertz接触式分析表达或用所[6]为确保引入的插

4、值误差低于不同的误谓的切片技术重新获得接触应力。文献[6]差，进行了一项综合性研究。上述结果被用论证了常用的切片方法无法在过载时或在接于本项工作中。触偏斜时捕捉滚子的端部效应，并且存在这本项研究中的疲劳计算参照文献[1]，种情况时，将产生非保守的疲劳寿命的估计，这是以文献[12]的理论为基础的，并且仅论这也符合文献[7]的结论。文献[1]提出，作述了基本参考寿命的计算。文献[13一l5]所为初步近似值，对切片压力应用一个应力增提出的替代寿命模型可以应用到相同的轴承加函数。对于一般的计算，以上模型只适用模型，并可根据轴

5、承不同的可靠性、润滑条于反求接触载荷和偏斜角，为精确计算接触件、污染水平等因素引人寿命修正因子，如应力和轴承寿命，其可以作为有限元模型或文献[16—17]所述。弹性半空间理论的输入，参照文献[1，3，6—本模型中所作的主要假设为：摩擦可以9]。为了减少在时域模拟方面计算量的需被忽略，未歪斜的纯滚动，线性弹性材料，求，文献[5，10]已经开发出近似的快速获得套圈保持圆形。最后只对直挡边进行建模分非Henz接触应力的方法。这些相似的模型析。然而，如文献[7]所述，许多轴承有直仅能够描述偏斜的宏观效应、边缘效应及沿挡边，必

6、要时可以考虑挡边的曲率半径和滚滚子压力分布的接触轮廓。子端面的半径。如上所述，文献[7]呈现了轴承模型利1圆柱滚子轴承模型用非Henz接触应力的计算，然而由于计算的复杂性，其不能应用于时域模拟，建议使本部分介绍了轴承模型，包括采取预处用快速切片方法，随后应用HST计算来后处理后的接触力和倾覆力矩作用。理非Hertz接触应力。6自由度轴承模型以内圈(i，Yi，)的坐本研究提出了一个新的6自由度圆柱滚标系和外圈(。，Y。，)的坐标系为基准。基子轴承模型，即2个能够在3个方向移动并于2个坐标系的相对位置和方向，在每个滚绕3

7、个轴旋转的刚性支承轴承套圈，与现有子位置计算变形和倾斜角。图1a显示了轴模型比较，包括直接在时域模拟中进行非承的剖视图，内圈相对于外圈旋转。从运动HertzHST接触应力计算，如文献[6]所提的学上假设滚动体为纯滚动，基于纯z轴旋方法对文献[11]是有效的，并详细描述了有转，确定保持架的方位角位置为限元计算。该模型考虑轴承载荷、轴承偏斜、离心力和由挡边引起的滚子的倾斜力0o=志，(1)矩，可对接触应力分布进行准确估算。(1)式中内圈旋转对应的角度为。另外，相对于现有的时域模型，除了达到最高内圈旋转可以由dO／dr的积

8、分来确定。水准的HST应力计算，接触应力和轴承疲劳忽略保持架间隙，滚子_『的位置为寿命不受简单或过度简单化的参数影响。该=+(一1)。(2)研究中，与简单的模型相比，HST潜在且较。高的计算需求是根据文献[6]所开发的程序滚子处的2个滚道的变形为提出的。该程序建议在时域模拟之前，预处=cos(0~)3+sin(~j)△，一÷。(3)理不同中心线