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文档简介

轴承属于机械零部件之一,遵循着机械相关的强度定律,今天我们一起来看看机械学中的几个常见强度定律。并聊一聊这些定律与轴承失效的相关性。

1、胡克定律胡克定律,是力学弹性理论中的基本定律。固体材料受力之后,材料中的应力与应变(单位变形量)之间成线性关系。满足胡克定律的材料称为线弹性或胡克型材料。——来自百度百科

胡克定律可以简单描述为应力与应变的正比关系,比例系数就是弹性模量,也被称为杨氏模量。这个系数反映了材料的弹性性质,即材料在受力作用下的形变能力。它的大小取决于材料本身的物理属性,比如密度、弹性等。胡克定律关系只在一定的范围内成立。当应力超过材料的极限强度时,材料将不再能够保持其原有的弹性,而是会发生永久性的形变,甚至断裂。举例:轴承的冲击载荷造成的失效,异物压痕,轴承的微振腐蚀等,就是材料的永久变形。

图1伪压痕2、应力集中定律应力集中是指应力在物体内部的某一点或某一区域集中到非常高的程度。应力集中的原理是由于物体内部存在着不规则的几何形状或者是物体表面存在缺陷,导致应力场分布不均匀,从而引起局部应力的增加。这种情况下,局部应力将会超过材料的抗拉强度或抗压强度限制,从而导致材料破坏。为了解决应力集中对结构的影响,我可以采取一些措施来改善结构的几何形状或消除缺陷,从而降低应力集中的程度。例如:①表面强化:对材料表面作喷丸、滚压、氮化等处理,可以提高材料表面的疲劳强度;②避免尖角:即把棱角改为过度圆角,适当增大过渡圆弧的半径,效果更好;③改善零件外形;曲率半径逐步变化的外形有利于降低应力集中系数,比较理想的办法是,采用流线型型线或双曲率型线;应力集中定律提醒我们注意结构中可能存在的缺陷和不规则之处,并采取措施来降低应力集中的影响,从而提高结构的可靠性和安全性。举例:圆锥滚子轴承因为其特殊的结构设计,挡边特别容易出现应力集中,所以在安装过程中必须避免过大的力集中在挡边上。

图2过大冲击力造成轴承挡边破裂3、疲劳强度定律机械零件,如轴、齿轮、轴承、叶片、弹簧等,在工作过程中各点的应力随时间作周期性的变化,这种随时间作周期性变化的应力称为交变应力(也称循环应力)。在交变应力的作用下,虽然零件所承受的应力低于材料的屈服点,但经过较长时间的工作后产生裂纹或突然发生完全断裂的现象称为金属的疲劳。疲劳强度定律的核心是应力幅和循环次数的关系。当应力幅低于临界值时,材料的疲劳寿命相对较长。一旦应力幅超过临界值,疲劳寿命会急剧下降。这个临界值被称为“疲劳极限”,它是材料在交变载荷下能够承受的最大应力幅。

除了应力幅和循环次数的关系,疲劳强度定律还涉及到许多其他因素,如材料的质量、应力集中、表面光洁度以及润滑条件等。为了更准确地预测材料的疲劳寿命,需要综合考虑这些因素。

想一想我们的轴承寿命计算与哪些因素相关?是不是和上面提到的因素一致?所以滚动轴承的疲劳寿命主要受

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