關節(jié)軸承協(xié)調接觸模型與磨損壽命預測.pdf

1、自潤滑關節(jié)軸承廣泛應用于裝備機體結構與傳動操縱系統(tǒng)等核心部位，一旦發(fā)生故障將造成重大事故，對裝備安全可靠服役具有至關重要的作用。關節(jié)軸承接觸力學和服役壽命研究對提升國產(chǎn)高端關節(jié)軸承可靠性水平具有重要意義。
　　本文在國家自然科學基金項目的支持下，從協(xié)調接觸力學、加速試驗建模和失效物理的角度著手，系統(tǒng)研究了關節(jié)軸承接觸與磨損壽命預測基礎理論。文章首先提出了彈性球體接觸模型，在此基礎上建立了關節(jié)軸承協(xié)調接觸壓力分布模型，進而結合滑動磨

2、損理論建立了自潤滑關節(jié)軸承的失效物理模型，并基于不同的加速試驗建模分析方法開展加速壽命預測應用研究。本文的研究為關節(jié)軸承的磨損分析、壽命預測和結構設計提供支撐，主要研究內容如下：
　　1.結合解析與數(shù)值方法建立了彈性球體無摩擦協(xié)調接觸與非協(xié)調接觸模型，此模型不受經(jīng)典理論中彈性半空間的限制，可用于精確計算球體協(xié)調接觸和非協(xié)調接觸壓力分布，針對不同結構和材料開展的大量三維有限元分析驗證了模型的有效性和通用性，并應用該模型定量分析了關鍵

3、接觸參數(shù)之間的關系。
　　2.在完整球面接觸模型的基礎上，應用受力等效原理建立了能準確計算關節(jié)軸承協(xié)調接觸壓力分布的解析模型，針對不同型號軸承開展的仿真研究表明該模型能準確描述關節(jié)軸承徑向壓力分布規(guī)律，并利用數(shù)值分析方法研究了關節(jié)軸承中自由邊界效應的現(xiàn)象和規(guī)律。
　　3.在關節(jié)軸承協(xié)調接觸模型的基礎上，融合滑動磨損計算方法，建立了關節(jié)軸承磨損失效物理模型，提出磨損非線性過程的分階段分析方法和拐點辨識算法，并給出自潤滑關節(jié)軸承