滾動軸承表面切向應(yīng)力的影響
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發(fā)布日期: 2019.12.20
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佛山市優(yōu)微軸承五金有限公司以生產(chǎn)、銷售精密微型軸承、小軸承及包塑軸承為主要業(yè)務(wù),始終堅持“誠信經(jīng)營,共同發(fā)展”的理念,十幾年來,業(yè)務(wù)不斷發(fā)展…
在確定接觸變形和載荷的關(guān)系時,對大多數(shù)應(yīng)用場合,僅僅考慮垂直作用于表面的集中載荷就夠了。況且,在大多數(shù)滾動軸承應(yīng)用中,至少潤滑是充分的,滾動體與滾道之間的滑動可以忽略。這就意味著與法向應(yīng)力相比,作用于滾動體與滾道接觸區(qū)域上,即接觸概圓上的切應(yīng)力是可以忽略的。但在確定軸承對于滾動接觸表面疲勞的耐久性時,表面切應(yīng)力不能被忽略,而且在很多情況下它還是確定給定條件下滾動軸承耐久性的最重要的因素。要確定聯(lián)合作用在表面上的
z:
法向應(yīng)力和切向應(yīng)力(拖動力)對次表層應(yīng)力的影響,所用到的方法是,需要采數(shù)值計算。其中 /willen和 Schlicht基于幾種設(shè)定的表面切應(yīng)力與法向應(yīng)力之比計算てな表面的應(yīng)力場。 /wirgin和 Schlicht?假定von Mises應(yīng)力是影響疲勞失數(shù)最重要的因0P-素,并在圖6.18中表明了這種應(yīng)力。=0圖619也是來自參考文獻(xiàn)10),它表06=025
隨著表面切應(yīng)力與法向應(yīng)力比值的增加,さの明了不同的應(yīng)力出現(xiàn)的深度。圖中還表明
=0
=0
=0.05
大 von Mises應(yīng)力更接近于表面,當(dāng)/o=02
0.3時,最大 von Mises應(yīng)力出現(xiàn)在表面上。
其他的研究者也發(fā)現(xiàn),如果接觸面上除了法
0.5
1.52.02
向應(yīng)力外還有切應(yīng)力作用,則最大切應(yīng)力有
2b
增大的趨勢,其所在位置也更接近表面(見圖6.19對不同的表面切應(yīng)力(r/or),參考文獻(xiàn)[11-151)。參考文獻(xiàn)[16-18]材料應(yīng)力(ow/o)隨深度的變化本了高階表面對接觸應(yīng)力解的影響。以上引用的文獻(xiàn)不求全面,而只是希望給出這一知識領(lǐng)域的一些代表作品。以上討論限于集中法向載荷與均勻表面切應(yīng)力聯(lián)合作用下的次表面應(yīng)力場問題。表面應(yīng)力與法向應(yīng)力的比值也被稱為摩擦系數(shù)。由于滾動接觸體表面微元上存在很小的回凸不平,因此在實際中既不會出現(xiàn)如圖6.6和圖6.7所表示的均勻的法向應(yīng)力場,也不會出現(xiàn)均勻的切應(yīng)力場。
Saves等人”采用圖6.20所示的模型提出了彈性吻合度。Kalker建立了一個數(shù)學(xué)模型以計算在集中接觸表面作用有任意分布切應(yīng)力和法向應(yīng)力時所產(chǎn)生的次表面應(yīng)力分布。 Ahmad等
b人提出了分片法( patch method),可以用于確定在任何集中接觸表面由面積=ab于任意分布的切應(yīng)力作用而引起的次表面應(yīng)力。例如,對 Hertz表面載荷,可以將這個方法與 Thomas和Hoerwch的方法相結(jié)合,通過疊加就可以確定滾動體與滾道接觸時的次表面應(yīng)力分布。 Harris和Yu利用這個方法證明,當(dāng)表面切應(yīng)力添加到
Hertz應(yīng)力上時,最大正交切應(yīng)力的范圍,即2ro是不變化的。圖6.21說明了這種狀態(tài)。Lundberg- Palmen疲勞壽命理論b)是基于將最大正交切應(yīng)力做為引起初圖6.20亞理想彈性吻合度模型來預(yù)測滾動軸承疲勞壽命的充分程度考真實粗糙度的彈性響合度更適合具有一定波長的△始疲勞失效的應(yīng)力,但是用這個理論a)使用彈性明合度參數(shù)的Hea接觸模型為方便起見,圖中只表示了一個柔性的演動體,實際上如果接體還是有疑問的。相反的情況是,對于采用相同彈性模量的材料,則變形將由二者分