某型直升机滚动轴承疲劳寿命预测及其可靠性分析方法

发布时间：2017-08-19 04:18

  本文关键词：某型直升机滚动轴承疲劳寿命预测及其可靠性分析方法

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【摘要】：摘要：随着现代科技和高精密技术的发展,高精度和高可靠性的滚动轴承得到了广泛的应用,特别是在航空领域也得到了广泛推广。能够准确预测滚动轴承的使用寿命及其可靠性对于改善航空发动机的可靠性、安全性、适用性起到了非常关键的作用。 本文首先对某型直升机功率谱进行数据处理,得到某型直升机主减速器滚动轴承的疲劳载荷谱,基于ANSYS有限元分析软件建立滚动轴承三维模型,并通过接触应力分布图得到最大应力值,再结合Miner累积损伤理论和S-N曲线建立直升机主减速器滚动轴承的寿命模型。 其次,根据寿命分布服从正态分布或威布尔分布几种情况进行拟合性检验确定分布类型,然后再对各分布类型进行参数估计得出不同分布类型下的可靠性寿命模型和可靠度估计计算公式；或者建立由应力和强度模型来求可靠度的一般公式。 然后,在已知材料P-S-N曲线的相关参数的基础上,并结合对已有的功率谱进行数据处理得到载荷谱,基于S-N曲线和Miner累积损伤理论建立的寿命估算模型算得滚动轴承各可靠性疲劳寿命值。 最后,通过疲劳试验验证本论文建立的计算滚动轴承疲劳寿命模型是否有效,结果试验得出的疲劳寿命值和理论值基本相同,所以本论文建立的数学模型是有效的。图49幅,表18个,参考文献80篇。
【关键词】：滚动轴承 疲劳寿命 疲劳实验 可靠性 P-S-N曲线
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：V275.1;TH133.33
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目录6-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 课题来源8
• 1.2 背景意义和研究目的8-9
• 1.3 国内外发展现状9-12
• 1.3.1 滚动轴承寿命预测发展现状9-11
• 1.3.2 滚动轴承可靠性分析发展现状11-12
• 1.4 本文主要研究内容12-13
• 1.5 本章小结13-14
• 2 直升机主减速器滚动轴承疲劳寿命研究14-24
• 2.1 直升机主减速器结构分析14-15
• 2.2 寿命模型15-18
• 2.2.1 安全寿命设计15-17
• 2.2.2 无限寿命设计17-18
• 2.3 滚动轴承载荷计算18-20
• 2.4 安全寿命计算20-23
• 2.4.1 滚动轴承结构的S-N曲线20-21
• 2.4.2 安全疲劳极限21
• 2.4.3 安全寿命计算21-23
• 2.5 结论23-24
• 3 直升机主减速器滚动轴承有限元分析24-31
• 3.1 轴承接触有限元分析工具ANSYS简介24
• 3.2 滚动轴承接触应力的有限元仿真24-30
• 3.2.1 模型建立及网格划分25-26
• 3.2.2 约束条件、施加载荷与求解26
• 3.2.3 求解及结果分析26-30
• 3.3 小结30-31
• 4 直升机主减速器滚动轴承可靠性寿命计算31-46
• 4.1 轴承可靠性寿命评估31-39
• 4.1.1 轴承寿命分布的参数估计31-35
• 4.1.2 可靠度计算模型35-39
• 4.1.3 可靠性寿命和可靠度的估计39
• 4.2 直升机主减速器滚动轴承可靠性寿命计算39-45
• 4.2.1 接触应力计算39-40
• 4.2.2 b,V_s两参数的获取40-42
• 4.2.3 求P-S-N曲线42-44
• 4.2.4 可靠性寿命计算44-45
• 4.3 小结45-46
• 5 滚动轴承疲劳寿命实验46-59
• 5.1 滚动轴承试验方案设计46-47
• 5.1.1 实验目的及条件46
• 5.1.2 滚动轴承的失效判据46-47
• 5.2 滚动轴承模拟试验台的研究47-51
• 5.2.1 实验轴承的预紧力加载48-50
• 5.2.2 轴承监测参数的采集50-51
• 5.3 滚动轴承疲劳寿命实验及分析51-58
• 5.3.1 滚动轴承疲劳寿命实验方案51-53
• 5.3.2 滚动轴承疲劳寿命实验过程53-54
• 5.3.3 滚动轴承疲劳寿命实验结果及其数据分析54-58
• 5.4 小结58-59
• 6 总结与展望59-61
• 6.1 全文研究内容总结59
• 6.2 工作展望59-61
• 参考文献61-66
• 攻读学位期间主要的研究成果66-67
• 致谢67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 王献锋,陈科,赖俊贤,王金钧;滚动轴承寿命理论的发展[J];轴承;2002年09期

2 洪杰;苗学问;王大伟;马艳红;;航空发动机滚子轴承载荷分布分析及寿命计算[J];轴承;2008年04期

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中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 周志刚;随机风作用下风力发电机齿轮传动系统动力学及动态可靠性研究[D];重庆大学;2012年

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本文编号：698626