轴承巴氏合金的蠕变力学行为研究

发布时间：2017-03-27 09:06

  本文关键词：轴承巴氏合金的蠕变力学行为研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：油膜轴承是维持轧钢机械正常运转的关键部件，，对其工作性能和使用寿命有着很高的要求。轴承衬套上的巴氏合金虽是耐磨材料，但属于低熔点合金，在持续的工作状态下将出现明显的蠕变现象，承载区域的油膜厚度和油膜压力将发生改变，严重影响油膜轴承的稳定性，甚至将引起损伤失效。因此，本文针对巴氏合金的蠕变特性进行了系统化的研究。 不同金属材料的蠕变性质是不同的，与材料本身的组织情况有关，而且同种材料在不同温度或应力环境下，表现出的应变关系也存在很大的差别。文中对金属蠕变的基础理论做出归纳总结，阐述了蠕变机理及相关算法，明确了巴氏合金蠕变分析在几种力学模型下的本构关系。 目前金属材料的蠕变研究大多集中于航空领域的核心部件及高精密仪器的研发设计中，巴氏合金的蠕变属性并没有得到深入研究，所以本文通过蠕变试验的方法测试并获得巴氏合金材料在一定条件下蠕变应变与时间的关系，为后期对其结构件进行蠕变分析奠定基础。蠕变试验以万能试验机的加载平台为基础，改进并设计蠕变试验装置，该装置适用于中低温环境的蠕变测试，测试能力符合要求，实用性较强。 选定两组不同工况条件的巴氏合金蠕变试验结果，基于Graham蠕变方程，采用麦夸特法及自适应算法，对试验的原始数据进行非线性拟合，得到对应的蠕变系数及蠕变曲线。分析拟合曲线，做出延展性分析，并根据已知蠕变系数计算应力相关指数，估算不同应力对应的蠕变系数，绘制多组应力的蠕变曲线。 基于有限元分析软件，对油膜轴承巴氏合金的蠕变特性进行模拟，得到巴氏合金的总变形云图、弹性应变云图及各时间段的蠕变应变云图，对比及分析仿真结果，总结出油膜轴承工作状态下巴氏合金的蠕变特征。将有限元蠕变分析算法并入弹性流体动压的数值算法中，提出蠕变流体动压思想，为巴氏合金的厚度优化提供了可行的有限元算法理论。
【关键词】：蠕变 巴氏合金 油膜轴承 非线性拟合 有限元 优化方法
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TG131
【目录】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 课题研究背景8-12
• 1.1.1 油膜轴承工作原理及使用特征8-9
• 1.1.2 巴氏合金的材料属性及应用9-11
• 1.1.3 巴氏合金蠕变条件11-12
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势12-13
• 1.2.1 国内研究现状12
• 1.2.2 国外研究现状12-13
• 1.2.3 研究方向及发展趋势13
• 1.3 课题研究内容13-14
• 1.4 课题的创新性与可行性分析14
• 1.5 本章小结14-16
• 第二章 蠕变基础理论及有限元算法16-30
• 2.1 蠕变的认知16-19
• 2.1.1 蠕变的定义16
• 2.1.2 蠕变曲线及蠕变机理16-19
• 2.2 特定力学模型的蠕变理论研究19-25
• 2.2.1 单轴应力蠕变理论19
• 2.2.2 多轴应力蠕变理论19-21
• 2.2.3 稳态与非稳态蠕变分析21-22
• 2.2.4 蠕变损伤理论22-25
• 2.3 蠕变分析的有限元算法25-28
• 2.3.1 有限元的非线性求解方法26
• 2.3.2 有限元算法的蠕变本构方程26-28
• 2.4 本章小结28-30
• 第三章 巴氏合金的蠕变试验30-40
• 3.1 蠕变试验的原理及目的30
• 3.1.1 试验原理30
• 3.1.2 试验目的30
• 3.2 蠕变试验的器材及试件30-34
• 3.3 蠕变试验的操作步骤34-37
• 3.4 蠕变试验的测试内容37-38
• 3.5 本章小结38-40
• 第四章 试验数据分析40-52
• 4.1 蠕变试验数据处理40-42
• 4.1.1 数据结果的误差分析40
• 4.1.2 试验数据的频数统计40-41
• 4.1.3 比例折算及变形差值方法41-42
• 4.2 数据的拟合算法42-45
• 4.2.1 非线性拟合迭代算法42-43
• 4.2.2 初值的自适应算法43-44
• 4.2.3 算法的选取44-45
• 4.3 数据的非线性拟合结果及处理分析45-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第五章 巴氏合金蠕变特性的数值模拟及厚度优化52-68
• 5.1 巴氏合金蠕变试验的有限元模拟52-57
• 5.1.1 试件的有限元模型52-53
• 5.1.2 蠕变分析的主要参数53-57
• 5.2 油膜轴承巴氏合金蠕变特性仿真57-64
• 5.2.1 油膜轴承的有限元几何模型57-58
• 5.2.2 轴承运转参数及载荷分布情况58-59
• 5.2.3 轴承巴氏合金蠕变特性的有限元仿真结果59-64
• 5.3 巴氏合金厚度优化方法64-67
• 5.4 本章小结67-68
• 第六章 结论与展望68-70
• 6.1 结论68-69
• 6.2 展望69-70
• 参考文献70-74
• 致谢74-76
• 攻读学位期间发表的学术论文及发明专利76-77

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4 邬经礼;;提高磨机球面瓦巴氏合金浇注质量的措施[J];铸造技术;1991年04期

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4 董光能;白风科;袁小阳;李健;谢友柏;;基于公理设计的巴氏合金摩擦学改性研究[A];2006全国摩擦学学术会议论文集（一）[C];2006年

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6 唐爱泉;;宝钢冷轧支撑辊油膜轴承的维护与保养[A];第七届中国轧机油膜轴承技术研讨会论文集[C];2004年

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8 李军林;;轧机油膜轴承衬套失效形式[A];第八届中国轧机油膜轴承技术研讨会论文集[C];2006年

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10 崔勇;;巴氏合金轴瓦的焊接修复[A];设备管理与维修实践和探索论文集[C];2005年

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1 湖南工学院 蒋冬青 湖南华中水泥有限公司 刘明红;球磨机烧瓦的抢修方法[N];中国建材报;2006年

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5 通讯员 王雪;卡拉苏口岸首次进口铅锭[N];喀什日报(汉);2009年

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