深溝球軸承疲勞裂紋引起的滾動接觸疲勞失效研究.pdf

1、滾動軸承具有磨擦阻力小，功率耗損小，結(jié)構(gòu)簡單，起動容易等優(yōu)點。并且，它已經(jīng)標準化、系列化生產(chǎn)，互換性能好，既適合大量生產(chǎn)，也便于維護使用，因此被廣泛應用于各種機械中。隨著科學技術(shù)的高速發(fā)展，滾動軸承的使用條件和運行環(huán)境越來越復雜，這就對滾動軸承的材料、結(jié)構(gòu)和性能方面提出了更高的要求。因此，為了提高滾動軸承的抗疲勞性能，對滾動軸承滾道的滾動接觸疲勞失效的研究顯得尤為重要。
　　本文應用有限元仿真模擬方法，模擬了在線彈性材料模型和彈塑

2、性材料模型下，存在表面裂紋的深溝球軸承滾珠與內(nèi)滾道的滾動接觸行為，研究了外部因素（徑向載荷、滾道表面摩擦系數(shù)、滾道曲率半徑）、表面裂紋的尺寸、位置及分布等，對深溝球軸承滾道滾動接觸疲勞失效的影響，主要研究內(nèi)容如下：
　?、倌M了存在表面裂紋的深溝球軸承滾珠與內(nèi)滾道的滾動接觸行為，研究了徑向載荷、滾道表面摩擦系數(shù)、滾道曲率半徑等外部因素對存在表面裂紋的深溝球軸承滾道的滾動接觸疲勞失效的影響。研究發(fā)現(xiàn)，在裂紋擴展過程中，II型裂紋損傷

3、起主要作用，I型裂紋損傷作用次之，III型裂紋損傷作用較小。隨著徑向載荷、滾道表面摩擦系數(shù)、滾道曲率半徑的增加，三種形式裂紋損傷程度均加重。徑向載荷和滾道曲率半徑對滾道疲勞裂紋損傷的影響要大于滾道表面摩擦系數(shù)。
　　②研究了深溝球軸承滾道表面裂紋尺寸（裂紋寬度、裂紋面夾角）和表面裂紋位置（裂紋傾斜角度、次生裂紋傾斜角度）對裂紋擴展的影響。研究表明，裂紋的傾斜角度越小，裂紋面夾角越大，裂紋寬度越大，裂紋擴展速率越大，滾道的滾動接觸疲

4、勞損傷越嚴重。研究還表明，次生裂紋傾斜角度越小，滾道內(nèi)疲勞裂紋擴展路徑越短，滾道疲勞剝落越快形成。
　?、垩芯苛吮砻媪鸭y分布對軸承滾道疲勞損傷的影響。裂紋軸向間距較小時，裂紋擴展速率較大，最易發(fā)生疲勞失效的位置并不是赫茲接觸中心缺陷處，而是離赫茲接觸距離最近的裂紋處，隨著裂紋軸向間距逐漸增大，裂紋擴展速率逐漸減小，最易發(fā)生疲勞失效的位置為赫茲接觸區(qū)域的正中心下方裂紋處。裂紋周向間距越大，裂紋擴展速率越小，最易發(fā)生裂紋疲勞擴展的位置