損傷-振動(dòng)耦合作用下的軸承性能退化研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-09 03:56
建立了軸承損傷-振動(dòng)耦合作用下的性能退化模型,并提出了針對該耦合模型的求解方法。以6209深溝球軸承內(nèi)圈裂紋為研究對象,從理論上分析了內(nèi)圈裂紋導(dǎo)致的軸承內(nèi)部參數(shù)變化機(jī)理,以及軸承內(nèi)部參數(shù)變化對裂紋擴(kuò)展速率的影響,通過數(shù)值模擬及試驗(yàn)分析,驗(yàn)證了理論分析的正確性及軸承損傷-振動(dòng)耦合作用下的性能退化模型的有效性。
【文章來源】:軸承. 2020,(07)北大核心
【文章頁數(shù)】:9 頁
【部分圖文】:
軸承振動(dòng)力學(xué)模型
近幾年高速動(dòng)車組軸承故障數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明,故障軸承中內(nèi)、外圈故障占比達(dá)70%,且材料缺陷和裝配加工不當(dāng)?shù)日T因占比較高。幾種典型的內(nèi)圈表面裂紋故障[6]如圖2所示。上述故障如果未在軸承服役前暴露,在實(shí)際工況下難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)。因此,選取因壓裝不當(dāng)引起的內(nèi)圈內(nèi)表面裂紋為研究對象,根據(jù)軸承振動(dòng)力學(xué)模型建立軸承內(nèi)圈性能退化模型并進(jìn)行求解。為簡化分析和計(jì)算,采取以下簡化和假設(shè):
(2)式中的參數(shù)變化并非是獨(dú)立的變化,而是相互耦合的變化過程,耦合關(guān)系如圖3所示:軸與內(nèi)圈的過盈配合會(huì)對軸承徑向游隙產(chǎn)生影響,不同的游隙將會(huì)影響接觸角并進(jìn)一步影響載荷分布,載荷分布的改變將影響滾動(dòng)體載荷分布,導(dǎo)致接觸剛度發(fā)生變化,產(chǎn)生額外的力(缺陷引起的激振力)并影響裂紋的擴(kuò)展,而裂紋的擴(kuò)展又會(huì)導(dǎo)致過盈配合及接觸變形的進(jìn)一步變化,并反作用于軸承的載荷分布計(jì)算。通過對圖3中各因素的分析建立各部件之間的耦合關(guān)系。2.1 過盈配合引起的原始游隙變化
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于改進(jìn)HMM和Pearson相似度分析的滾動(dòng)軸承自適應(yīng)壽命預(yù)測方法[J]. 瞿家明,周易文,王恒,黃希,姜杰. 振動(dòng)與沖擊. 2020(08)
[2]含局部故障的滾動(dòng)軸承動(dòng)力學(xué)建模及振動(dòng)分析[J]. 馬輝,李鴻飛,俞昆,曾勁. 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020(03)
[3]深溝球軸承復(fù)合故障動(dòng)力學(xué)特征[J]. 王凱,剡昌鋒,王風(fēng)濤,常斌全,吳黎曉. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2020(01)
[4]金屬材料表面裂紋疲勞擴(kuò)展形狀演變規(guī)律[J]. 王興路,賀利樂. 機(jī)械工程材料. 2019(11)
[5]基于損傷缺陷激勵(lì)的滾動(dòng)軸承振動(dòng)機(jī)理分析[J]. 董紹江,賀坤,湯寶平,張瀟汀,王艷. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2019(10)
[6]金屬材料疲勞裂紋擴(kuò)展機(jī)制及模型的研究進(jìn)展[J]. 吳圣川,李存海,張文,康國政. 固體力學(xué)學(xué)報(bào). 2019(06)
[7]金屬材料疲勞短裂紋擴(kuò)展研究綜述[J]. 秦建兵. 航空工程進(jìn)展. 2019(02)
[8]滾動(dòng)軸承故障動(dòng)力學(xué)建模及振動(dòng)響應(yīng)特性分析[J]. 龍建,王志剛,徐增丙. 軸承. 2018(12)
博士論文
[1]機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件的性能退化及其壽命預(yù)測方法研究[D]. 牛乾.浙江大學(xué) 2018
本文編號(hào):2965923
【文章來源】:軸承. 2020,(07)北大核心
【文章頁數(shù)】:9 頁
【部分圖文】:
軸承振動(dòng)力學(xué)模型
近幾年高速動(dòng)車組軸承故障數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明,故障軸承中內(nèi)、外圈故障占比達(dá)70%,且材料缺陷和裝配加工不當(dāng)?shù)日T因占比較高。幾種典型的內(nèi)圈表面裂紋故障[6]如圖2所示。上述故障如果未在軸承服役前暴露,在實(shí)際工況下難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)。因此,選取因壓裝不當(dāng)引起的內(nèi)圈內(nèi)表面裂紋為研究對象,根據(jù)軸承振動(dòng)力學(xué)模型建立軸承內(nèi)圈性能退化模型并進(jìn)行求解。為簡化分析和計(jì)算,采取以下簡化和假設(shè):
(2)式中的參數(shù)變化并非是獨(dú)立的變化,而是相互耦合的變化過程,耦合關(guān)系如圖3所示:軸與內(nèi)圈的過盈配合會(huì)對軸承徑向游隙產(chǎn)生影響,不同的游隙將會(huì)影響接觸角并進(jìn)一步影響載荷分布,載荷分布的改變將影響滾動(dòng)體載荷分布,導(dǎo)致接觸剛度發(fā)生變化,產(chǎn)生額外的力(缺陷引起的激振力)并影響裂紋的擴(kuò)展,而裂紋的擴(kuò)展又會(huì)導(dǎo)致過盈配合及接觸變形的進(jìn)一步變化,并反作用于軸承的載荷分布計(jì)算。通過對圖3中各因素的分析建立各部件之間的耦合關(guān)系。2.1 過盈配合引起的原始游隙變化
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于改進(jìn)HMM和Pearson相似度分析的滾動(dòng)軸承自適應(yīng)壽命預(yù)測方法[J]. 瞿家明,周易文,王恒,黃希,姜杰. 振動(dòng)與沖擊. 2020(08)
[2]含局部故障的滾動(dòng)軸承動(dòng)力學(xué)建模及振動(dòng)分析[J]. 馬輝,李鴻飛,俞昆,曾勁. 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020(03)
[3]深溝球軸承復(fù)合故障動(dòng)力學(xué)特征[J]. 王凱,剡昌鋒,王風(fēng)濤,常斌全,吳黎曉. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2020(01)
[4]金屬材料表面裂紋疲勞擴(kuò)展形狀演變規(guī)律[J]. 王興路,賀利樂. 機(jī)械工程材料. 2019(11)
[5]基于損傷缺陷激勵(lì)的滾動(dòng)軸承振動(dòng)機(jī)理分析[J]. 董紹江,賀坤,湯寶平,張瀟汀,王艷. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2019(10)
[6]金屬材料疲勞裂紋擴(kuò)展機(jī)制及模型的研究進(jìn)展[J]. 吳圣川,李存海,張文,康國政. 固體力學(xué)學(xué)報(bào). 2019(06)
[7]金屬材料疲勞短裂紋擴(kuò)展研究綜述[J]. 秦建兵. 航空工程進(jìn)展. 2019(02)
[8]滾動(dòng)軸承故障動(dòng)力學(xué)建模及振動(dòng)響應(yīng)特性分析[J]. 龍建,王志剛,徐增丙. 軸承. 2018(12)
博士論文
[1]機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件的性能退化及其壽命預(yù)測方法研究[D]. 牛乾.浙江大學(xué) 2018
本文編號(hào):2965923
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