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滚动轴承内圈不同曲率初始次表面裂纹的扩展仿真研究 被引量:1
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作者 章凯羽 徐伟 +1 位作者 么永政 吴喆 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第6期1020-1026,共7页
滚动轴承内圈次表面裂纹的动态扩展将影响轴承工作的稳定性,继而影响轴承的剩余使用寿命。针对这一问题,研究了滚动轴承内圈上不同曲率的初始次表面裂纹对应力分布和裂纹扩展的影响规律。首先,基于扩展有限元方法,构建了承受径向载荷的... 滚动轴承内圈次表面裂纹的动态扩展将影响轴承工作的稳定性,继而影响轴承的剩余使用寿命。针对这一问题,研究了滚动轴承内圈上不同曲率的初始次表面裂纹对应力分布和裂纹扩展的影响规律。首先,基于扩展有限元方法,构建了承受径向载荷的圆柱滚子轴承有限元模型;然后,基于滚动轴承次表面裂纹的形态特征,模拟了滚道次表面不同曲率的初始裂纹在径向载荷下的动态扩展过程;最后,基于模拟结果,在相同工况下,分析并讨论了次表面裂纹尖端应力随裂纹曲率的变化规律,以及裂纹尖端应力对裂纹扩展的影响。研究结果表明:在径向载荷作用下,次表面裂纹尖端出现应力集中现象;裂纹的扩展主要受水平方向应力(S_(11))的影响;相同工况下,0.25 mm^(-1)~1.67 mm^(-1)曲率范围内的次表面裂纹,曲率较大的裂纹两端的应力较小;次表面裂纹的曲率越大,裂纹的扩展长度和角度均越小;通过比较相同径向载荷下不同曲率次表面裂纹的扩展长度、扩展角度等,发现曲率较大的次表面裂纹对轴承的损伤程度以及寿命的影响较小。这些研究结果可以为更好地理解和预防轴承损伤提供理论依据和参考。 展开更多
关键词 圆柱滚子轴承 剩余使用寿命 初始次表面裂纹 应力分布 裂纹动态扩展 不同曲率 扩展有限元法
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初始裂纹倾角对圆柱滚子轴承次表面裂纹扩展的影响
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作者 章凯羽 么永政 +1 位作者 徐伟 吴喆 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第5期596-605,共10页
为探究次表面裂纹倾斜角度对圆柱滚子轴承应力分布及裂纹扩展的影响,文章基于断裂力学、损伤力学等理论基础,应用扩展有限元法建立圆柱滚子轴承的有限元模型,模拟滚道次表面不同倾角的初始裂纹在外力载荷下的动态扩展过程,分析讨论次表... 为探究次表面裂纹倾斜角度对圆柱滚子轴承应力分布及裂纹扩展的影响,文章基于断裂力学、损伤力学等理论基础,应用扩展有限元法建立圆柱滚子轴承的有限元模型,模拟滚道次表面不同倾角的初始裂纹在外力载荷下的动态扩展过程,分析讨论次表面裂纹尖端的应力随裂纹倾角的变化情况以及裂纹尖端的应力对裂纹扩展的影响。模拟结果表明:在圆柱滚子压力载荷作用下,初始倾角在0°~30.0°范围内的次表面裂纹扩展主要受水平方向应力S 11的影响,次表面水平裂纹两端处的扩展同步对称进行;随着初始次表面裂纹逆时针旋转后倾角的增加,裂纹扩展速率增大,裂纹左端扩展长度增长,且增幅均由快到慢并趋于稳定状态,裂纹左端扩展角度增大,裂纹右端的扩展受到抑制。次表面裂纹的扩展速率、扩展长度、扩展角度比较结果表明,水平或较小角度的次表面裂纹扩展对损伤轴承寿命的影响较小。 展开更多
关键词 滚动轴承 次表面裂纹 裂纹动态扩展 应力分布 扩展有限元法
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分布位错法研究移动赫兹压力作用下次表面裂纹的力学行为 被引量:6
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作者 王强胜 李孝滔 +1 位作者 昝晓东 江晓禹 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期252-260,共9页
目的用理论方法来求解复杂工况下的次表面裂纹问题,并分析裂纹尖端的力学行为。方法利用叠加原理将主问题分成两个子问题,基于弹性力学集中力的Flamant解求解子问题一,基于分布位错技术求解子问题二。进一步建立关于位错密度的积分方程... 目的用理论方法来求解复杂工况下的次表面裂纹问题,并分析裂纹尖端的力学行为。方法利用叠加原理将主问题分成两个子问题,基于弹性力学集中力的Flamant解求解子问题一,基于分布位错技术求解子问题二。进一步建立关于位错密度的积分方程,利用Gauss-Chebyshev数值求积法求解此奇异积分方程,得到相关的力学参量。结果得到了裂纹尖端的应力强度因子和靠近上表面裂纹尖端附近产生局部粘着的临界摩擦系数,并分析了裂纹长度、裂纹埋入深度对裂尖应力强度因子及临界摩擦系数的影响。在裂纹埋入深度一定时,两个裂尖的应力强度因子都随裂纹变长而先增加后减小。靠近表面的裂尖更容易发生粘着,裂纹长度越短,裂纹埋入深度越小,越容易粘着。临界摩擦系数随着裂纹长度的增加而缓慢增加,随裂纹埋入深度的增加,近似呈线性增加。结论在赫兹压力作用下,当裂纹长度较短时,裂纹更容易往内部扩展;而当裂纹较长时,裂纹更容易往表面扩展。 展开更多
关键词 次表面裂纹 分布位错 赫兹压力 位错密度 应力强度因子 粘着
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平均应力对Ti-15Mo-5Zr-3Al合金的疲劳强度和次表面裂纹产生的影响
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作者 王瑾 《稀有金属快报》 CSCD 2000年第9期19-20,共2页
关键词 Ti-Mo-Zr-Al合金 平均应力 疲劳强度 次表面裂纹
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Ni-Cr合金在不同频率下的室温高低周疲劳行为研究
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作者 吴海利 安春香 +1 位作者 余潇 鲁连涛 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期834-838,共5页
对Ni-Cr合金分别用不同频率进行室温低周疲劳试验(0.1 Hz^0.3 Hz,10~3~10~5周次)、常规高周疲劳试验(150 Hz,10~4~10~7周次)和超高周疲劳试验(20 k Hz,10~5~10~9周次),对三种疲劳形式下的应力寿命试验结果进行比较,并采用三参数幂函数能... 对Ni-Cr合金分别用不同频率进行室温低周疲劳试验(0.1 Hz^0.3 Hz,10~3~10~5周次)、常规高周疲劳试验(150 Hz,10~4~10~7周次)和超高周疲劳试验(20 k Hz,10~5~10~9周次),对三种疲劳形式下的应力寿命试验结果进行比较,并采用三参数幂函数能量-寿命曲线对试验数据进行统一表征。对疲劳断口进行扫描电镜观察分析可知:随着疲劳载荷幅的降低,疲劳裂纹源呈现由多处表面裂纹萌生转换为单个表面裂纹萌生,再转换为次表面裂纹萌生的趋势。 展开更多
关键词 镍基合金 低周疲劳 高周疲劳 超高周疲劳 次表面裂纹萌生 三参数幂函数能量法 频率效应 孪晶
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