含有微米級夾雜物滾動體的有限元分析.pdf

1、大型風電設備通常要求可靠運行20年，滾動軸承的接觸疲勞壽命決定了風電設備運行的可靠性，而滾動體是滾動軸承的核心元件。因此，滾動體疲勞壽命的研究是十分重要的。采用有限元法對軸承進行接觸疲勞仿真，能很好地模擬滾動軸承的復雜工況，較為精確地分析研究各參數(shù)對軸承疲勞壽命的影響，所得結果可信度較為理想。有限元法在一定程度上改善了軸承疲勞實驗周期很長、耗資大，取得數(shù)據(jù)慢的狀況。
　　滾動軸承工作狀態(tài)下，滾動接觸過程中通常會遇到滾動體內(nèi)表面含有

2、微米級夾雜物的情況，夾雜物會降低滾動體的使用壽命。因此，夾雜物周圍的應力分析以及其對滾動體的影響需引起特別的重視。本文利用TLP3接觸疲勞實驗機對滾動體的疲勞壽命進行研究，發(fā)現(xiàn)微米級夾雜物是滾動體疲勞壽命的主要影響因素，并基于此問題進行有限元仿真驗證，得出滾動體產(chǎn)生裂紋的原因。
　　本文所涉及的夾雜物的粒徑約為2μm。對于微米級夾雜物的分析研究往往是利用實驗的方法，很少有運用有限元法。這是由于夾雜物的尺寸極小，常規(guī)方法很難在夾雜物

3、本身及其周圍實現(xiàn)有效的網(wǎng)格劃分，最小網(wǎng)格尺寸一般為毫米級?？梢哉f，網(wǎng)格劃分是微米級夾雜物有限元法分析的重大難關，而本文利用區(qū)域劃分，實現(xiàn)了網(wǎng)格局部細分，使有限元模擬順利完成，為微米級夾雜物有限元法分析做出了鋪墊。網(wǎng)格最小尺寸為0.125μm。
　　最后，本文結合前面的有限元結果，利用FE-SAFE軟件對含有不同尺寸夾雜物的滾動體滾動過程中的疲勞壽命進行估算，得出不同尺寸的夾雜物對滾動體的疲勞壽命的影響規(guī)律，進而得出對大型滾動軸承的