正弦载荷下自润滑关节轴承磨损机理研究及寿命分析

发布时间：2020-07-26 19:56

【摘要】：织物衬垫自润滑关节轴承因其具有自润滑和免维护等优点被广泛应用于飞机起落架、直升机旋翼和操作系统中,其使役性能和寿命与可靠性评估对机构的健康运行和安全维护有着重要的意义。现阶段,国内外大多数关于关节轴承性能和寿命的试验研究大多为基于恒定载荷工况下的研究,但其实际工作过程中所受载荷多为非恒定载荷。因此,开展关节轴承正弦载荷下摩擦学性能和寿命的研究,对阐明关节轴承真实工况下的磨损失效机理,复杂工况下寿命与可靠度的准确评估,延长其工作寿命,具有重要的工程应用价值。本文使用自制的关节轴承试验机进行了正弦载荷和恒定载荷下的摩擦学性能试验和疲劳寿命试验。应用激光扫描共聚焦显微镜对关节轴承摩擦面进行了微观分析,阐明了关节轴承正弦载荷下的摩擦磨损机理,正弦应力下关节轴承的磨损形式为黏着磨损、磨粒磨损和严重的疲劳磨损,恒定应力下关节轴承的磨损形式为黏着磨损、磨粒磨损和轻微的疲劳磨损;建立了正弦载荷作用下关节轴承摩擦磨损的物理模型,并对衬垫转移膜形成过程的本质进行了剖析,正弦载荷作用下成膜过程主要分为塑性变形阶段、冷流阶段、成膜阶段和平衡阶段。采用极大似然估计法对织物衬垫自润滑关节轴承在正弦应力和恒定应力作用下的寿命与可靠性进行了研究,关节轴承在正弦应力下的寿命远小于恒定应力下的寿命,正弦应力的反复作用加速了关节轴承的疲劳磨损失效;以关节轴承的磨损量为退化量,运用TOPSIS法选择Linear退化模型为磨损量的退化模型,确定磨损量的失效阈值为300um,应用性能退化模型对关节轴承的寿命与可靠度进行了预测,在保证预测精度的同时可使试验时间缩短一半以上。在寿命试验的基础上对机械标准中关节轴承正弦应力下寿命计算公式进行了分析和修正,提出了正弦载荷特性寿命修正系数与载荷周期之间的函数关系式。综上所述,本文阐明了不同载荷周期下关节轴承摩擦磨损过程和磨损机理,给出了正弦应力下关节轴承的寿命和可靠性估计和预测的方法,并对关节轴承正弦载荷下的寿命公式进行了修正和补充,可为关节轴承设计提供理论参考。
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH133.3

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本文编号：2771216