含有微米級(jí)夾雜物滾動(dòng)體的有限元分析.pdf

1、大型風(fēng)電設(shè)備通常要求可靠運(yùn)行20年，滾動(dòng)軸承的接觸疲勞壽命決定了風(fēng)電設(shè)備運(yùn)行的可靠性，而滾動(dòng)體是滾動(dòng)軸承的核心元件。因此，滾動(dòng)體疲勞壽命的研究是十分重要的。采用有限元法對(duì)軸承進(jìn)行接觸疲勞仿真，能很好地模擬滾動(dòng)軸承的復(fù)雜工況，較為精確地分析研究各參數(shù)對(duì)軸承疲勞壽命的影響，所得結(jié)果可信度較為理想。有限元法在一定程度上改善了軸承疲勞實(shí)驗(yàn)周期很長(zhǎng)、耗資大，取得數(shù)據(jù)慢的狀況。
　　滾動(dòng)軸承工作狀態(tài)下，滾動(dòng)接觸過(guò)程中通常會(huì)遇到滾動(dòng)體內(nèi)表面含有

2、微米級(jí)夾雜物的情況，夾雜物會(huì)降低滾動(dòng)體的使用壽命。因此，夾雜物周?chē)膽?yīng)力分析以及其對(duì)滾動(dòng)體的影響需引起特別的重視。本文利用TLP3接觸疲勞實(shí)驗(yàn)機(jī)對(duì)滾動(dòng)體的疲勞壽命進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)微米級(jí)夾雜物是滾動(dòng)體疲勞壽命的主要影響因素，并基于此問(wèn)題進(jìn)行有限元仿真驗(yàn)證，得出滾動(dòng)體產(chǎn)生裂紋的原因。
　　本文所涉及的夾雜物的粒徑約為2μm。對(duì)于微米級(jí)夾雜物的分析研究往往是利用實(shí)驗(yàn)的方法，很少有運(yùn)用有限元法。這是由于夾雜物的尺寸極小，常規(guī)方法很難在夾雜物

3、本身及其周?chē)鷮?shí)現(xiàn)有效的網(wǎng)格劃分，最小網(wǎng)格尺寸一般為毫米級(jí)?？梢哉f(shuō)，網(wǎng)格劃分是微米級(jí)夾雜物有限元法分析的重大難關(guān)，而本文利用區(qū)域劃分，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)格局部細(xì)分，使有限元模擬順利完成，為微米級(jí)夾雜物有限元法分析做出了鋪墊。網(wǎng)格最小尺寸為0.125μm。
　　最后，本文結(jié)合前面的有限元結(jié)果，利用FE-SAFE軟件對(duì)含有不同尺寸夾雜物的滾動(dòng)體滾動(dòng)過(guò)程中的疲勞壽命進(jìn)行估算，得出不同尺寸的夾雜物對(duì)滾動(dòng)體的疲勞壽命的影響規(guī)律，進(jìn)而得出對(duì)大型滾動(dòng)軸承的