基于多级载荷试验的滚动轴承疲劳寿命研究

发布时间：2017-10-21 05:01

  本文关键词：基于多级载荷试验的滚动轴承疲劳寿命研究

  更多相关文章： 滚动轴承 载荷波动性 加速寿命试验 三参数Weibull分布 寿命修正计算方法

【摘要】：滚动轴承作为机械产品中的重要组成部件,其可靠性直接关系到整个装备的使用性能,因此准确有效的预测评估滚动轴承的疲劳寿命对于掌握设备的运行状况具有重要的意义。实际运行状况中,滚动轴承经常承受变载荷,相比于恒定载荷,轴承所受的应力更加复杂,破坏性更强,轴承的失效概率更高。传统的变载荷下滚动轴承疲劳寿命计算往往基于平均有效载荷,没有考虑载荷波动性对轴承使用寿命的影响。结合“国家863计划资助项目”(NO.2009AA044901),本文针对载荷波动效应对滚动轴承疲劳寿命影响问题,提出了变载荷下滚动轴承疲劳寿命修正计算方法。基于材料次表面层失效的L-P寿命理论需要计算轴承内部载荷分布,计算复杂,且L-P理论无法解释轴承无限寿命现象。本文以基于I-H理论的IS0281-2007疲劳寿命修正理论为寿命修正模型,考虑了材料的疲劳极限,分析讨论了污染、润滑对轴承寿命的影响,并针对国产轴承特点对可靠度寿命系数进行修正。同时,考虑载荷波动性对轴承寿命影响,引入载荷波动寿命修正系数,得到变载荷下滚动轴承寿命修正计算方法。针对试验轴承的特点,并考虑载荷作用次序,本文编制了不同波动性的多级试验载荷谱,应用加速寿命试验的方法对本文中的轴承寿命修正模型进行修正。采用一种便于工程应用的三参数Weibull分布参数估计方法对试验数据进行统计处理,得到不同载荷谱下载荷波动寿命修正系数,最终得到变载荷下滚动轴承疲劳寿命修正计算方法,为国产滚动轴承疲劳寿命预测评估提供参考。本文分析了载荷波动程度与载荷波动寿命修正系数之间的关系,试验结果表明载荷波动程度越大,轴承疲劳寿命越小,载荷波动性会降低轴承的使用寿命。因此,对承受变载荷作用的滚动轴承寿命预测和可靠性评估应充分考虑载荷波动性对轴承寿命的影响。
【关键词】：滚动轴承 载荷波动性 加速寿命试验 三参数Weibull分布 寿命修正计算方法
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH133.33
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 课题研究背景及目的9-10
• 1.2 国内外研究发展现状10-14
• 1.2.1 滚动轴承寿命理论发展现状10-12
• 1.2.2 滚动轴承疲劳寿命试验发展现状12-14
• 1.3 课题研究意义及内容14-15
• 1.4 本章小结15-16
• 2 滚动轴承疲劳寿命理论16-28
• 2.1 引言16
• 2.2 Lundberg-Palmgren轴承寿命理论16-23
• 2.2.1 滚动轴承载荷分布计算16-19
• 2.2.2 Lundberg-Palmgren寿命理论19-21
• 2.2.3 改进的Lundberg-Palmgren轴承寿命理论21-23
• 2.3 ISO标准轴承寿命理论23-25
• 2.4 滚动轴承疲劳寿命计算对比25-27
• 2.5 本章小结27-28
• 3 变载荷下滚动轴承寿命修正计算方法28-41
• 3.1 引言28
• 3.2 Ioannides-Harris寿命理论基础28-30
• 3.3 基于Ioannides-Harris理论轴承寿命修正30-37
• 3.3.1 变载荷下滚动轴承寿命修正模型30-32
• 3.3.2 污染对轴承使用寿命的影响32-35
• 3.3.3 润滑对轴承使用寿命的影响35-37
• 3.4 可靠度-寿命修正系数修正37-40
• 3.4.1 可靠度-寿命修正系数计算37-38
• 3.4.2 可靠度-寿命修正系数的确定38-40
• 3.5 6012深沟球轴承疲劳寿命理论计算40
• 3.6 本章小结40-41
• 4 滚动轴承失效分析及加速应力方案设计41-50
• 4.1 滚动轴承失效分析41-42
• 4.1.1 失效形式41-42
• 4.1.2 失效机理42
• 4.2 加速应力方案设计42-49
• 4.2.1 加速应力形式确定43-44
• 4.2.2 加速模型确定44-46
• 4.2.3 载荷加速方案确定46
• 4.2.4 多级载荷谱的编制46-49
• 4.3 本章小结49-50
• 5 6012深沟球轴承加速寿命试验及统计分析50-66
• 5.1 轴承加速寿命试验方案50-52
• 5.1.1 载荷施加方案的确定50-51
• 5.1.2 截尾方案的确定51-52
• 5.2 轴承加速寿命试验过程52-58
• 5.2.1 试验设备52-53
• 5.2.2 试验样本53-54
• 5.2.3 试验载荷54-55
• 5.2.4 试验条件55-56
• 5.2.5 停机域设置56-58
• 5.3 试验数据的处理及分析58-65
• 5.3.1 威布尔分布及数据处理方法58-59
• 5.3.2 基于改进的灰色估计法试验结果统计分析59-62
• 5.3.3 试验结果分析62-65
• 5.4 本章小结65-66
• 结论66-67
• 参考文献67-70
• 致谢70-71

【参考文献】

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本文编号：1071393