轴承滚道缺陷时动态承载仿真

轴承滚道缺陷时动态承载仿真申报单位：机械学院指导老师：黄筱调小组成员：杨任刚吴文超汇报提纲1234项目介绍解决方案工作进度及阶段成果创新亮点1项目介绍项目介绍课题背景： 轴承是在机械传动过程中起固定与减小摩擦系数的部件，主要分为滚动轴承以及滑动轴承。 鉴于轴承在现代机械制造及应用上起到至关重要的作用，其工作状态一直引发人们的关注。一旦轴承发生损伤，将会降低产品生产质量，导致停机，降低产品产量，甚至危及员工生命安全。因此，研究其缺陷状态下的动态承载情况有重大的实际意义。1项目介绍项目介绍 如下图所示，轴承经过长时间的运行后，其滚道、滚珠会出现磨损、点蚀、裂纹、剥落等损伤，极大的降低了其工作性能。1项目介绍项目介绍 本项目旨在运用ABAQUS有限元仿真软件，对滚道具有局部缺陷情况下的单排滚动轴承进行模拟分析，以获取其在缺陷情况下的运动状态以及承载能力，判断损伤尺寸对于轴承动承载能力的影响。

ABAQUS是国际上先进的大型通用有限元分析软件之一，具有强大的计算功能和广泛的模拟性能，拥有大量不同种类的单元模型、材料模型，适用于线性弹性分析以及非线性仿真分析等各种问题。2解决方案解决方案 本项目的研究对象是单列滚动轴承，采用的主要方法是应用ABAQUS有限元进行仿真分析。主要问题如下： 1.轴承无准确的故障模型

2.缺陷状态下接触运动具有强烈的非线性

3.缺陷条件下轴承动态载荷响应不明确2解决方案解决方案 针对上述问题，提出以下解决方案2解决方案解决方案

轴承型号的选取：滚动轴承有很多类型，包括深沟球轴承，调心球轴承，推力球轴承，角接触球轴承，圆锥滚子轴承等等，轴承的选取要考虑到很多因素，比如轴承所受载荷的大小、方向和性质，轴承的调心性能，轴承的刚性，转速，游移等等。由于深沟球轴承结构简单，使用方便，是生产批量最大，应用范围最广的一类轴承。因此本项目选用型号为6008的深沟球轴承。2解决方案解决方案 根据型号查得轴承的内径为40mm,外径为68mm 普通轴承一般以全钢质为主有轴承钢（GCr15）和不锈钢（440C）等，现在还有些特殊行业用的轴承像全陶瓷的，内外圈和滚动体是像氮化硅、氧化锆等结构陶瓷做的，也有塑料轴承的，像使用PEEK、PI等等的工程塑料，本项目使用常见的材料GCr152解决方案解决方案型号内径mm外径mm宽度mm额定载荷KN滚珠参数极限转速动载荷静载荷数量尺寸mm脂润滑油润滑600840681513.109.45127.938800011000材料型号弹性模量E（N/m^2）泊松比ν密度ρ（kg/m^3）GCr152.12E+110.2807.85E+32解决方案解决方案

滚动轴承的材料缺陷，加工或装配不当，润滑不良，水分和异物侵入，腐蚀以及过载等原因都可能导致轴承早期损坏，当然，即使在安装，润滑和使用维护都正常的情况下，经过一段时间的运转，轴承也会出现疲劳剥落和磨损等现象，从而影响机器的正常工作。滚动轴承失效具有多种形式，如剥落，麻点裂纹，断裂，磨损，软化等等。一种或多种失效机理可能会同时起作用从而降低轴承的使用寿命。

2解决方案解决方案 轴承常见的失效形式： 疲劳剥落 磨损 塑性变形 腐蚀 断裂 胶合 保持架损坏2解决方案解决方案 分析方案 首先建立具有局部缺陷的单排滚动轴承的模型 利用abaqus有限元分析的方法对模型进行分析 获取轴承模型在缺陷情况下的运动状态以及承载能力，判断损伤尺寸对于轴承动承载能力的影响。 总结分析结果3工作进度及阶段成果工作进度及阶段成果 目前项目展如下：

1.已熟练掌握ABAQUS有限元仿真软件

2.已确定研究对象的型号及其相应尺寸参数

3.已明确轴承常见损伤类型

4.已查阅部分文献资料3工作进度及阶段成果工作进度及阶段成果轴承滚过缺陷时的受力情况3工作进度及阶段成果工作进度及阶段成果3工作进度及阶段成果工作进度及阶段成果3工作进度及