裂紋對(duì)汽車(chē)輪轂軸承影響的仿真及試驗(yàn)研究.pdf

1、輪轂軸承是車(chē)輛的重要支承，具有接觸面積小、應(yīng)力相對(duì)集中等特點(diǎn)。一旦輪轂軸承出現(xiàn)故障，將影響到汽車(chē)的安全性和舒適性，表面裂紋作為軸承出現(xiàn)故障的重要原因，有很大的研究?jī)r(jià)值。本文以某車(chē)輛后橋輪轂軸承32218為研究對(duì)象，在不同工況條件下，通過(guò)有限元仿真探究早期裂紋的故障機(jī)理，并通過(guò)試驗(yàn)提取裂紋故障特征，為研究軸承的早期故障診斷提供理論基礎(chǔ)，具有重大意義。
　　本文首先介紹了有限元的接觸問(wèn)題，并對(duì)軸承進(jìn)行了力學(xué)計(jì)算分析，然后根據(jù)軸承的測(cè)量

2、參數(shù)，在合理的假設(shè)條件下建立了軸承的有限元模型，通過(guò)有限元計(jì)算確定了模型的正確性，在靜態(tài)下獲得了軸承在裂紋處的應(yīng)力特點(diǎn)和沿裂紋切面軸承單元的應(yīng)力分布情況，以此推斷出軸承裂紋處易出現(xiàn)故障的原因。
　　基于ABAQUS/Explicit顯式動(dòng)力學(xué)，對(duì)裂紋軸承進(jìn)行了有限元?jiǎng)恿W(xué)分析，首先分析了運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下軸承的瞬時(shí)應(yīng)力情況，然后分析了轉(zhuǎn)速不變載荷增加和載荷不變轉(zhuǎn)速增加兩種情況下，裂紋處單元應(yīng)力的變化和裂紋對(duì)軸承加速度的影響，得到了載荷和轉(zhuǎn)

3、速影響軸承性能的原因，為試驗(yàn)情況下研究裂紋打下理論基礎(chǔ)。
　　搭建了軸承綜合性能智能測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)，并完善了振動(dòng)和聲發(fā)射數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，確定了軸承裂紋類(lèi)型、試驗(yàn)載荷和轉(zhuǎn)速，設(shè)計(jì)并最終完成3因素3水平的正交試驗(yàn)，確定了因子對(duì)軸承性能的影響程度從大到小依次是：軸承轉(zhuǎn)速、裂紋方向、軸承載荷。
　　通過(guò)分析信號(hào)在時(shí)域、頻域以及時(shí)頻域上的處理方法和這些方法的優(yōu)缺點(diǎn)，找出了最適合本次試驗(yàn)分析的信號(hào)處理方法—小波包分析法，以獲得最為需要的特征信

4、息。通過(guò)對(duì)振動(dòng)和聲發(fā)射信號(hào)的小波包分析，并利用正交試驗(yàn)法得出裂紋的最佳振動(dòng)特征頻段為：2.73kHz—3.12 kHz，最佳聲發(fā)射特征頻段為：93.78 kHz—109.41 kHz，這些頻段與軸承裂紋的出現(xiàn)及變化都有很大的關(guān)聯(lián)度，且不受其他外部因素的干擾。
　　本論文以有限元仿真獲得軸承早期裂紋故障機(jī)理，為之后研究裂紋擴(kuò)展和故障分析提供理論基礎(chǔ)；以正交試驗(yàn)研究及小波包數(shù)據(jù)處理方法獲得軸承裂紋特征頻段，為下一步進(jìn)行的數(shù)據(jù)融合及智能