Page 75 - 理化检验-物理分册2018第四期
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司明明, 等: 某高温重载自润滑关节轴承超载试验失效原因分析
表 ２ 模型材料参数 内外圈接触设为摩擦接触, 摩擦因数为 ０．２ , 其余接
Tab敭２ Parametersofthemodelmaterials
触设为绑定接触.图 ７ 是模型边界条件及约束.
内圈 / CuＧ 外圈 / 轴承套 / 芯轴 / A 型 销钉 / A 型 分别对套圈施加工况一和工况二的载荷条件,
项目
NiＧSn合金 S１７４００ ４５ 钢 轴承钢 轴承钢 考察在 ３５００kN 和 ５０００kN 载荷作用下内圈的受
密度 / 力情况.表 ４ 是工况一和工况二载荷条件下的仿真
９．００ ７．７５ ７．８９ ８．００ ８．００
( g cm －３ )
计算结果.
杨氏模量 /
１．１ ２．２ ２．１ １．３ １．３
１１
( ×１０ Pa )
伯氏矢量 ０．３０ ０．３０ ０．２７ ０．３３ ０．３３
表 ３ 内圈材料力学性能参数
Tab敭３ Mechanical p erformance p arametersoftheinnerrin gmaterial
项目 内圈 / CuＧNiＧSn合金
拉伸屈服强度 / MPa ７２４
压缩屈服强度 / MPa ８００ 图 ７ 边界条件和约束
Fi g 敭７ Boundar y conditionsandconstraints
表 ４ 工况一和工况二的仿真计算结果
Tab敭４ ThesimulationcaculationresultsundercaseIandcaseII
弹性应变 内圈最大应力位置
载荷 / kN VonMises等效应力 / MPa
３５００ ４６９ ０．００４３
５０００ ６０９ ０．００５６
根据表 ４ 结果, 工况一和工况二下内圈最大的 效应力和弹性应变云图.
等效应力均小于内圈的压缩屈服强度 ８００ MPa , 最 由 图 ８ 可 见,在 ８ ８００ kN 载 荷 和 两 端
大载荷位置均出现在内圈销钉槽边缘尖角位置.以 ６５０００N m扭矩的作用下, 关节轴承内圈最大应
下对最大载荷工况下的内圈情况进行有限元分析. 力为 １００９MPa .如表 ３ 所示, 内圈材料的压缩屈
根据实际最大载荷工况要求, 在轴承套上端面 服强度为８００MPa , 拉伸屈服强度为７２４MPa , 因此
施加 ８８００kN ( １．７×１０ Pa ) 的均布载荷, 芯轴两端 销钉槽边缘尖角位置的应力远远大于材料的屈服强
８
分别施加 ６５０００N m 的扭矩, 同时在芯轴两端约 度.弹性应变的最大值也出现在了销钉槽边缘尖角
束z 方向的位移模拟试验芯轴两端支撑轴承的作 位置.
用.图 ８a ), b ) 分别是轴承内圈边缘 Von Mises等 图 ８ 表明, 轴承内圈内表面边缘位置出现了应
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