高速圆柱滚子轴承非线性刚度分析

在航空发动机高速圆柱滚子轴承拟静力学分析基础上，建立基于轴承径向游隙的高速圆柱滚子轴承非线性刚度计算模型，分析了轴承内、外圈转速对高速圆柱滚子轴承工作径向游隙影响的关系，并对高速圆柱滚子轴承非线性刚度特性进行了研究，最后就某型号航空发动机主轴高速圆柱滚子轴承进行了实例计算与分析，得出在满足主机支承刚度条件下的合理高速圆柱滚子轴承工作径向游隙使用范围。     

高速陶瓷滚子轴承可靠性分析

本文提出了高速陶瓷滚子轴承可靠性分析的基本思路，论证了Ｌｕｎｄｂｅｒｇ—ｐａｌｍｇｒｅｎ疲劳理论在陶瓷滚子轴承疲劳分析中的正确性．结合疲劳破坏及磨损失效两方面因素，提出了评价陶瓷滚子轴承可靠性的数学模型。由模型进行实例计算，说明陶瓷滚子轴承较钢滚子轴承有较高可靠性。     

高速圆柱滚子轴承的热分析模型

分析了高速圆柱滚子轴承的发热因素，建立了高速圆柱滚子轴承的功率损失计算模型、热传递计算模型和热流分析模型。这些模型的建立，为定量计算轴承发热及温度分布奠定了基础。     

高速列车轴箱轴承选型分析计算

为统一高速列车轴箱轴承的类型及接口尺寸,通过对不同高速列车轴箱轴承选型情况进行分析,根据SKF轴承计算方法,对三种不同滚子配置形式和接口尺寸的轴承进行额定寿命计算。结果表明,外径为240 mm的圆柱滚子轴承单元是高速列车轴箱用轴承的理想选择。     

高速滚子轴承保持架动力学分析

高速轴承失效的主要原因是保持架运动不稳定和破坏。本文系统地分析了高速滚子轴承中保持架的受力模型，建立了保持架的运动力学运动方程。在求出轴承整体稳定的拟动力学解的基础上，利用Runge-Kutta方法计算了保持架质心随的变化规律，并了研究了轴承结构参数对保持架运动的影响。     

滚子修形对轴承性能影响的研究

为了提高滚子轴承的工作寿命和承载能力，普遍采用滚子修形。本文研究了直线滚子、全凸滚子、凸弧－直线滚子和对数滚子的母线方程及修形参数，在相同的工况条件下，分析计算了这四种滚子的接触应力沿接触线的变化情况，得出了对数滚子具有最佳受载状态的结论。并以提高轴承工作寿命为目标，建立了确定最佳修形量的数学模型，分析了修形量对轴承受载特性的影响，得出了滚子合理修形可以显著改善高速滚子轴承受载状态的结论     

考虑表面粗糙效应的高速滚子轴承拟动力学分析

通过将部分弹性流体动力润滑理论引入高速滚子轴承拟动力学分析中，形成两者之间的耦合分析方法，详细分析了高速滚子轴承各运行工况参数和摩擦学参数，尤其是迄今为止高速轴承分析中较少涉及的表面粗糙度效应对轴承运动性能的影响，并在此研究的基础上拟合出可为工程设计所用的计算轴承保持架滑差率的经验公式     

高速圆柱滚子轴承温度分布的计算与测试

针对高速圆柱滚子轴承Ｄ１８４２９２６Ｓ３Ｑ１的２３种工况条件，进行了轴承工作系统温度分布的计算和测试，计算结果与测试结果基本吻合，此为有效控制航空发动机主轴滚子轴承关键部位的温度提供了理论和实验依据。     

径向力和弯矩联合作用下滚子轴承的刚度计算

滚子轴承在径向力和弯矩联合作用下的承载情况极为复杂，其刚度计算也更为困难。为了建立我国航空发动机滚子轴承的寿命评价体系，在考虑弹性流体动力润滑状态的情况下，提出了航空发动机高速滚子轴承的一种实用刚度分析方法，利用该分析方法对某航空发动机主轴承在复杂载荷作用下的刚度特性进行了分析。实例计算验证了理论分析的正确性。     

高速滚子轴承的打滑分析

在高速和轻载条件下,打滑擦伤往往成了圆柱滚子轴承的主要破坏方式。本文运用弹性流体动力润滑理论,对滚子轴承进行稳态动力学分析,通过求解复杂的非线性方程组,推算轴承各部件的运动状况。本文的计算方法有所改进,引入了轴承座圈与轴承座之间的变形协调关系,在迭代求解滚子上载荷分布时,加入了用有限元素法计算座圈和轴承座变形的子程序;在计算滚子与滚道之间油膜厚度和摩擦力时,进一步考虑了接触区内热效应的影响。同时,笔者与战明学等同志合作,提出了一种测定滚子自转速度的方法,并取得了较好的结果。最后,提出了防止轴承打滑的一些措施。     

滚动轴承-双转子系统动态性能分析

在高速圆柱滚子轴承拟动力学分析的基础上,利用整体传递矩阵法对滚动轴承-多转子系统的动态性能进行了分析,并开发了相应的分析软件,在此基础上,对高速圆柱滚子轴承径向游隙与整个系统动态特性的关系进行了研究。结果表明:圆柱滚子轴承的径向游隙直接影响着滚动轴承-双转子系统的稳定性。     

Temperature rise of double-row tapered roller bearings analyzed with the thermal network method

Based on generalized Ohm׳s law, the thermal network model (TNM) is developed for double-row tapered roller bearing lubricated with grease, which is commonly used in high-speed railway. The load distribution and kinematic parameters in bearing are obtained by developing a quasi-static model. The temperature of bearing at different speeds, filling grease ratios and roller large end radius are investigated. The results show that large rotating speed and filling grease ratio result in high temperature rise, especially at roller large end/flange contacts. Besides, an optimal roller large end radius is presented and its mechanism has been explored.     

新型深穴滚动体轴承的设计概念及其有限元分析

提出一种新型滚动轴承——深穴滚动体轴承。有限元分析表明这种新型轴承有和对数曲面滚子轴承一样的优越性能——能避免滚动体两端的边界应力集中,即可克服“边缘效应”。与对数曲面滚子轴承相比,这种深穴滚子轴承还具有其它良好的性能,如材料省、重量轻,减少了外圈所受的离心力和对加工精度不敏感等。因此,这种新型轴承有望成为工程中的一种具有良好应用前景的高承载能力长寿命的轴承。     

基于ANSYS/LS-DYNA的保持架动力学分析

保持架失效是滚动轴承常见故障之一。为研究保持架的动态特性,使用拟动力学方法建立滚动轴承平衡方程组,Newton-Raphson方法求解方程组得到滚动体的转速;在ANSYS/LS-DYNA中建立滚动体/保持架有限元模型,施加转速和约束条件并进行动力学仿真,得到保持架的应力分布和动态响应,分析了径向游隙、兜孔游隙对保持架动态特性的影响。     

FAULT DIAGNOSIS APPROACH FOR ROLLER BEARINGS BASED ON EMPIRICAL MODE DECOMPOSITION METHOD AND HILBERT TRANSFORM

Based upon empirical mode decomposition (EMD) method and Hilbert spectrum, a method for fault diagnosis of roller bearing is proposed. The orthogonal wavelet bases are used to translate vibration signals of a roller bearing into time-scale representation, then, an envelope signal can be obtained by envelope spectrum analysis of wavelet coefficients of high scales. By applying EMD method and Hilbert transform to the envelope signal, we can get the local Hilbert marginal spectrum from which the faults in a roller bearing can be diagnosed and fault patterns can be identified. Practical vibration signals measured from roller bearings with out-race faults or inner-race faults are analyzed by the proposed method. The results show that the proposed method is superior to the traditional envelope spectrum method in extracting the fault characteristics of roller bearings.     

表面粗糙度对高速滚子轴承保持架运动性能的影响

在高速和轻载工况条件下，打滑擦伤往往成为圆柱滚子轴承的主要失效形式，而表面粗糙度对轴承打滑损伤有很大的影响。本文采用部分弹性流体动力润滑理论，分析了在表面粗糙度影响下，轴承润滑膜厚比以及轴承表面加工纹理与轴承保持架滑差率的关系，从而揭示表面粗糙度效应对高速滚子轴承运动性能的影响     

基于滚道表面粗糙的高速圆柱滚子轴承弹流的理论分析

建立了基于表面粗糙的高速圆柱滚子轴承非稳态时变热弹流分析模型,分析了轴承滚道与滚动体接触表面粗糙度幅值大小及其方向对轴承弹流性能的影响。理论分析表明：轴承接触表面粗糙纹理方向、粗糙度幅值及其粗糙度波长对高速圆柱滚子轴承的弹流特性具有显著的影响;合理选择轴承接触表面粗糙度幅值、波长及纹理方向,可以有效改善高速圆柱滚子轴承的弹流特性。     

圆锥滚子轴承的性能测试分析研究

以GZ-50A双控滚动轴承性能测试分析试验台为平台,以通用圆锥滚子轴承为研究对象,对圆锥滚子轴承进行了性能测试分析实验研究开发。研究了圆锥滚子轴承径向载荷分布变化特点及轴向载荷对滚动轴承径向载荷分布的影响,通过圆锥轴承元件上载荷波动特性曲线分析了特定工况下圆锥轴承缺陷的潜在原因,提出相应的改进措施并分析圆锥滚动轴承组的综合性能和最佳受力状况。     

基于混合编程的高速滚动轴承热分析软件的开发

高速滚动轴承的摩擦生热已成为影响其工作寿命和可靠性的重要因素。总结了计算机高级编程语言Visual Basic(简称VB)和FORTRAN以及有限元软件ANSYS的特点,结合3者各自的优点以及高速滚动轴承的热分析理论,采用混合编程的方法,开发了高速滚动轴承热分析软件,使用该软件能够方便地完成高速球轴承和高速圆柱滚子轴承的热分析,有效地预测轴承组件在复杂工况条件下的工作温度场。