《高可靠度滾動軸承的疲勞壽命模型與實驗研究》是依託浙江大學，由汪久根擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：高可靠度滾動軸承的疲勞壽命模型與實驗研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：汪久根
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
序列分析軸承的周期性結構，整體滾動軸承與軸承座的有限元分析，獲取高可靠度軸承的摩擦學設計方法。分析準晶體晶格力學，準晶體體內的應力場計算，獲取準晶體應力場的疲勞強度準則、評價方法。分析準晶的微結構，點缺陷、線缺陷和面缺陷在疲勞過程中的裂紋萌生與擴展過程，揭示接觸疲勞過程的機理。研究三參數Weibull分布的適用性。用計算幾何的方法，確定準晶軸承的Weibull分布斜率。針對高可靠度的要求，提出軸承的疲勞壽命計算方法。分析表面微坑、潤滑條件下的摩阻力係數和潤滑油粘度等參數對疲勞壽命的影響，提出軸承的接觸疲勞模型。研究微觀彈流效應、微觀擠壓潤滑、微觀熱膨脹，探索潤滑脂潤滑過程的混沌行為。改進已有的光干涉實驗台，建立光散射測試系統，測試分析準晶中缺陷對接觸應力影響。驗證潤滑脂潤滑過程的混沌行為分析結果，探索潤滑脂在軸承潤滑過程中的混沌特徵、吸引子等，在此基礎上提出新的膜厚、摩擦力與溫度表征方法。
結題摘要
高鐵、風機和航空發動機等要求高可靠性的軸承，“高可靠度滾動軸承的疲勞壽命模型與實驗研究項目”在四年期間內，開展了八個方面的研究工作。 （1）針對深溝球、圓柱滾子與角接觸球軸承，對滾動軸承的疲勞壽命模型進行了改進，探討內外圈運動狀態對疲勞壽命的影響。考慮游隙和離心力，計算了內外滾道、滾子和軸承整體的疲勞壽命。（2）建立了角接觸球軸承的最佳化模型，進行了遺傳算法和免疫算法最佳化設計。建立溫度計算模型，提出了滾子軸承膠合的判斷標準。（3）建立了軸承的彈流模型，求解了波紋度、凹坑參數對潤滑膜厚度、壓力分布和應力場的影響，探討了流變指數、載荷、卷吸速度對脂潤滑彈流特性的影響。（4）提出了分形、小波模擬表征表面。將支承面曲線推廣到三維，研究了粗糙峰和空穴曲線；由彈塑性接觸模型得到了接觸應力分布、實際接觸面積分布和應力場。分析了實際接觸面積與名義接觸面積、表面形貌對接觸疲勞強度的影響。建立了接觸電阻模型；分析了負載、表面形貌及材料對實際接觸面積、接觸電阻、平均電流密度以及單個接觸點的電流密度分布的影響。（5）建立了結點增長模型，分析了結點增長與其它參數的變化。建立了三維粗糙表面的瞬態邊界潤滑模型，分析了邊界潤滑過程中表面形貌變化以及潤滑油的泄漏和受困，得到表面壓力、表面溫升以及邊界膜破裂的分布。實驗研究了多種添加劑性能，用拉曼光譜分析了摩擦表面，測試摩擦因數的變化。實驗分析了邊界潤滑膜的形成速率，驗證了邊界潤滑的動態模型。（6）研究了多種磨粒的磨粒磨損，分析得到磨損率和摩擦因數與磨粒尺寸、形狀、磨粒個數或相關參數之間的關係，並研究了應力分布與表層深度之間的關係。計入了摩擦熱效應，研究得到溫度分布和熱應力分布與表層深度間的關係。（7）用分子動力學模擬方法，分析準晶的塑性變形機制以及材料缺陷的演化，以設計準晶材料滾動軸承塗層。（8）研究成果推廣到滾動軸承、滑動軸承和導軌設計，獲得10件發明專利。
