接觸力學(xué)理論與滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)分析

第1章基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介（1） \n
1.1接觸力學(xué)發(fā)展概述（1） \n
1.2彈性力學(xué)基礎(chǔ)簡(jiǎn)介（2） \n
1.2.1彈性力學(xué)的基本方程（3） \n
1.2.2彈性力學(xué)問(wèn)題的函數(shù)解法（4） \n
1.2.3彈性力學(xué)的矩陣方程（7） \n
1.3滾動(dòng)軸承學(xué)基礎(chǔ)簡(jiǎn)介（9） \n
1.3.1軸承基本結(jié)構(gòu)類(lèi)型和代號(hào)（11） \n
1.3.2軸承結(jié)構(gòu)主要幾何關(guān)系（13） \n
1.3.3軸承零件的基本運(yùn)動(dòng)關(guān)系（20） \n
1.3.4軸承中的潤(rùn)滑（21） \n
1.3.5軸承的使用性能——摩擦力矩及預(yù)緊剛度（24） \n
參考文獻(xiàn)（27） \n
第2章彈性接觸力學(xué)理論（28） \n
2.1彈性體波西涅斯克問(wèn)題分析（28） \n
2.1.1一般空間物體受力問(wèn)題的解（28） \n
2.1.2半空間物體受集中力問(wèn)題的波西涅斯克解（32） \n
2.1.3半空間彈性體受分布力作用的解（33） \n
2.1.4幾個(gè)典型問(wèn)題的解（34） \n
2.2彈性體赫茲型點(diǎn)接觸問(wèn)題分析（36） \n
2.2.1球面體赫茲型點(diǎn)接觸問(wèn)題解（37） \n
2.2.2任意曲面體赫茲型點(diǎn)接觸問(wèn)題解（41） \n
2.3二維彈性體線(xiàn)接觸問(wèn)題分析（44） \n
2.3.1二維線(xiàn)接觸應(yīng)力分布（45） \n
2.3.2線(xiàn)接觸變形計(jì)算（45） \n
2.4赫茲型接觸參數(shù)的工程計(jì)算方法（47） \n
2.4.1球面體點(diǎn)接觸（47） \n
2.4.2二次曲面體點(diǎn)接觸（48） \n
2.4.3點(diǎn)接觸參數(shù)近似計(jì)算方法（50） \n
2.4.4線(xiàn)接觸參數(shù)近似計(jì)算方法（52） \n
2.4.5工程接觸問(wèn)題算例（55） \n
2.5彈性體接觸表面下的應(yīng)力（62） \n
2.5.1接觸表面下的應(yīng)力狀態(tài)（62） \n
2.5.2接觸應(yīng)力強(qiáng)度計(jì)算（66） \n
2.6非赫茲型接觸問(wèn)題分析（69） \n
2.6.1有限長(zhǎng)線(xiàn)接觸（70） \n
2.6.2曲面非對(duì)中接觸與非主曲率平面接觸（72） \n
2.6.3粗糙表面接觸（74） \n
2.6.4有限大面接觸（75） \n
參考文獻(xiàn)（78） \n
第3章彈性接觸有限元分析方法（80） \n
3.1彈性力學(xué)有限元原理（80） \n
3.1.1位能原理（80） \n
3.1.2單元插值（81） \n
3.1.3有限元方程（82） \n
3.2有限元方程計(jì)算技術(shù)（82） \n
3.2.1單元插值函數(shù)的微積分計(jì)算（82） \n
3.2.2整體剛度矩陣合成（85） \n
3.2.3總體邊界條件的處理方法（86） \n
3.2.4有限元方程組求解方法（88） \n
3.2.5有限元法的程序設(shè)計(jì)（90） \n
3.3彈性力學(xué)平面問(wèn)題有限元方法（91） \n
3.3.1三角形三節(jié)點(diǎn)單元有限元格式（92） \n
3.3.2平面問(wèn)題三節(jié)點(diǎn)程序與示例（97） \n
3.3.3平面四邊形四節(jié)點(diǎn)單元有限元格式（98） \n
3.4彈性力學(xué)軸對(duì)稱(chēng)問(wèn)題有限元方法（102） \n
3.4.1軸對(duì)稱(chēng)問(wèn)題的彈性力學(xué)方程（102） \n
3.4.2軸對(duì)稱(chēng)問(wèn)題的有限元格式（104） \n
3.4.3非軸對(duì)稱(chēng)載荷處理（107） \n
3.5彈性力學(xué)三維問(wèn)題的有限元方法（109） \n
3.5.1四面體有限元格式（109） \n
3.5.2五面體有限元格式（112） \n
3.5.3六面體有限元格式（113） \n
3.6彈性接觸問(wèn)題有限元方法（114） \n
3.6.1增量接觸邊界條件（115） \n
3.6.2剛度解法（116） \n
3.6.3柔度解法（118） \n
3.6.4間隙單元法（119） \n
3.7彈性接觸問(wèn)題其他數(shù)值分析方法（120） \n
3.7.1邊界元分析法（120） \n
3.7.2無(wú)單元分析法（122） \n
3.8彈性接觸有限元分析實(shí)例（125） \n
3.8.1點(diǎn)接觸模型有限元分析（125） \n
3.8.2線(xiàn)接觸模型有限元分析（127） \n
3.8 3軸承模型彈性接觸有限元分析（130） \n
參考文獻(xiàn)（133） \n
第4章彈塑性接觸及安定性問(wèn)題分析（135） \n
4.1彈塑性增量有限元方法（135） \n
4.1.1彈塑性增量理論（135） \n
4.1.2增量形式有限元方程（138） \n
4.1.3屈服應(yīng)力修正（138） \n
4.2彈塑性接觸問(wèn)題分析（140） \n
4.2.1彈塑性點(diǎn)接觸有限元分析實(shí)例（140） \n
4.2.2彈塑性線(xiàn)接觸有限元分析實(shí)例（142） \n
4.2.3彈塑性接觸殘余變形試驗(yàn)（144） \n
4.2.4彈性接觸極限載荷（147） \n
4.2.5彈塑性接觸中心趨近量（147） \n
4.3彈塑性滾動(dòng)接觸及安定性分析（148） \n
4.3.1彈塑性變形安定性基本理論（148） \n
4.3.2安定性分析判定準(zhǔn)則（150） \n
4.3.3點(diǎn)接觸安定極限載荷（152） \n
4.3.4線(xiàn)接觸安定極限載荷（155） \n
4.4彈塑性接觸安定性分析程序（157） \n
參考文獻(xiàn)（166） \n
第5章彈性大變形理論與軸承密封圈接觸問(wèn)題分析（167） \n
5.1大變形應(yīng)變與應(yīng)力理論（167） \n
5.1.1大變形的應(yīng)變度量（167） \n
5.1.2大變形的應(yīng)力度量（169） \n
5.1.3運(yùn)動(dòng)平衡方程（170） \n
5.2大變形有限元方程（171） \n
5.2.1完全格式的有限元方程（172） \n
5.2.2更新格式的有限元方程（174） \n
5.3橡膠接觸大變形分析模型（176） \n
5.3.1橡膠材料本構(gòu)模型（176） \n
5.3.2軸對(duì)稱(chēng)超彈性模型（176） \n
5.3.3大變形接觸有限元模型（177） \n
5.4軸承密封圈的接觸變形分析（178） \n
5.4.1密封圈結(jié)構(gòu)類(lèi)型及特點(diǎn)（178） \n
5.4.2密封圈安裝部位接觸及結(jié)構(gòu)變化影響（180） \n
5.4.3密封圈唇部接觸及結(jié)構(gòu)變化影響（184） \n
5.5軸承密封動(dòng)態(tài)分析模型（191） \n
5.5.1動(dòng)態(tài)密封壓力分析模型（191） \n
5.5.2密封泄漏分析模型（193） \n
參考文獻(xiàn)（193） \n
第6章滾動(dòng)軸承中的載荷與額定靜載荷分析（196） \n
6.1軸承中的載荷分布（196） \n
6.1.1徑向載荷作用（196） \n
6.1.2軸向載荷作用（200） \n
6.1.3聯(lián)合載荷作用（202） \n
6.2球軸承受力與接觸角的變化（205） \n
6.2.1低速及純軸向載荷作用情況（206） \n
6.2.2低速及軸向與徑向聯(lián)合載荷作用情況（206） \n
6.2.3高速及軸向與徑向聯(lián)合載荷作用情況（208） \n
6.3軸承額定靜載荷理論（208） \n
6.3.1永久變形極限依據(jù)（209） \n
6.3.2接觸應(yīng)力極限依據(jù)（210） \n
6.3.3滾動(dòng)接觸安定極限應(yīng)力依據(jù)（212） \n
6.3.4材料硬度對(duì)額定靜載荷的影響（212） \n
6.4軸承基本額定靜載荷計(jì)算公式（213） \n
參考文獻(xiàn)（215） \n
第7章滾動(dòng)軸承壽命與額定動(dòng)載荷分析（216） \n
7.1滾動(dòng)接觸疲勞壽命與額定動(dòng)載荷（216） \n
7.1.1點(diǎn)接觸類(lèi)型疲勞壽命（217） \n
7.1.2線(xiàn)接觸類(lèi)型疲勞壽命（218） \n
7.2軸承額定動(dòng)載荷理論（219） \n
7.2.1單個(gè)滾動(dòng)體與套圈接觸點(diǎn)的額定動(dòng)載荷（219） \n
7.2.2套圈整體的接觸額定動(dòng)載荷（220） \n
7.2.3全軸承的額定動(dòng)載荷（222） \n
7.3軸承基本額定動(dòng)載荷計(jì)算公式（223） \n
7.4軸承壽命理論的發(fā)展（228） \n
7.4.1軸承基本額定疲勞壽命理論（228） \n
7.4.2軸承疲勞壽命修正估計(jì)（230） \n
7.4.3軸承潤(rùn)滑脂壽命估計(jì)（232） \n
7.4.4軸承磨損壽命估計(jì)（233） \n
7.4.5軸承動(dòng)力學(xué)壽命概念（235） \n
參考文獻(xiàn)（236） \n
第8章滾動(dòng)軸承外載荷與當(dāng)量載荷分析（237） \n
8.1軸承外載荷與當(dāng)量載荷概念（237） \n
8.2軸承當(dāng)量動(dòng)載荷的理論基礎(chǔ)（237） \n
8.3軸承當(dāng)量動(dòng)載荷簡(jiǎn)化計(jì)算方法（239） \n
8.3.1向心軸承的徑向當(dāng)量動(dòng)載荷簡(jiǎn)化模型（239） \n
8.3.2推力軸承的軸向當(dāng)量動(dòng)載荷簡(jiǎn)化模型（241） \n
8.3.3幾類(lèi)軸承的動(dòng)載荷系數(shù)（241） \n
8.4軸承當(dāng)量靜載荷理論基礎(chǔ)（246） \n
8.5軸承當(dāng)量靜載荷簡(jiǎn)化計(jì)算方法（247） \n
參考文獻(xiàn)（249） \n
第9章滾動(dòng)軸承運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力學(xué)分析（250） \n
9.1概述（250） \n
9.2高速球軸承的球動(dòng)力學(xué)模型（251） \n
9.2.1球的受力運(yùn)動(dòng)微分方程（251） \n
9.2.2球與滾道間的接觸力和摩擦力（254） \n
9.2.3球與滾道接觸入口區(qū)的摩擦力（257） \n
9.2.4球與保持架間的作用力（259） \n
9.2.5油氣對(duì)球的阻力（260） \n
9.2.6球的加速度（260） \n
9.3高速滾子軸承的滾子動(dòng)力學(xué)模型（261） \n
9.3.1滾子受力運(yùn)動(dòng)微分方程（262） \n
9.3.2滾子與滾道間的接觸法向力（263） \n
9.3.3滾子與滾道間的接觸摩擦力（264） \n
9.3.4滾子與滾道接觸入口區(qū)摩擦力（265） \n
9.3.5滾子攪動(dòng)阻力（267） \n
9.3.6滾子與擋邊間的作用力（268） \n
9.3.7滾子與保持架間的作用力（269） \n
9.3.8滾子的加速度（270） \n
9.4高速軸承保持架動(dòng)力學(xué)模型（271） \n
9.4.1球軸承保持架受力特點(diǎn)（271） \n
9.4.2滾子軸承保持架受力特點(diǎn)（272） \n
9.4.3軸承保持架運(yùn)動(dòng)微分方程（272） \n
9.4.4保持架與滾動(dòng)體之間的作用力（273） \n
9.4.5套圈引導(dǎo)面對(duì)保持架的作用力（275） \n
9.4.6保持架的攪動(dòng)阻力矩（275） \n
9.5軸承套圈受力平衡模型（276） \n
9.5.1球軸承套圈平衡方程（276） \n
9.5.2滾子軸承套圈平衡方程（276） \n
9.5.3軸承內(nèi)部載荷分布的影響因素（277） \n
9.6動(dòng)力學(xué)控制方程組求解方法（280） \n
9.6.1套圈平衡方程特點(diǎn)及解法（280） \n
9.6.2滾動(dòng)體運(yùn)動(dòng)微分方程特點(diǎn)及解法（281） \n
9.6.3保持架運(yùn)動(dòng)微分方程特點(diǎn)及解法（282） \n
9.7軸承動(dòng)力學(xué)數(shù)值分析實(shí)例（282） \n
9.7.1高速角接觸球軸承計(jì)算結(jié)果（282） \n
9.7.2高速圓柱滾子軸承計(jì)算分析結(jié)果（295） \n
9.7.3保持架動(dòng)力學(xué)模型試驗(yàn)結(jié)果（301） \n
9.8保持架動(dòng)力學(xué)分析程序（302） \n
參考文獻(xiàn)（308） \n
第10章滾動(dòng)軸承振動(dòng)與噪聲分析（311） \n
10.1概述（311） \n
10.2軸承振動(dòng)時(shí)域分析（314） \n
10.2.1軸承接觸剛度與阻尼（315） \n
10.2.2軸承零件損傷引起的激振力（316） \n
10.2.3表面波紋引起的激振力（317） \n
10.2.4典型軸承缺陷振動(dòng)信號(hào)時(shí)域仿真（318） \n
10.3軸承振動(dòng)頻率近似計(jì)算（319） \n
10.3.1套圈彈性振動(dòng)固有頻率（319） \n
10.3.2表面波紋的激振頻率（320） \n
10.3.3表面劃傷缺陷激振頻率（320） \n
10.4軸承振動(dòng)信號(hào)分析方法（321） \n
10.4.1軸承振動(dòng)信號(hào)測(cè)量（321） \n
10.4.2振動(dòng)信號(hào)傅里葉分析方法（322） \n
10.4.3振動(dòng)信號(hào)小波分析方法（324） \n
10.4.4故障診斷的小波包分析（328） \n
10.4.5小波包自回歸譜分析實(shí)例（330） \n
10.5軸承振動(dòng)頻率譜變化規(guī)律（333） \n
10.5.1軸承異音振動(dòng)波形特征（333） \n
10.5.2軸承頻譜特征規(guī)律（336） \n
10.6軸承振動(dòng)與噪聲控制（339） \n
參考文獻(xiàn)（340） \n
第11章軸承系統(tǒng)熱問(wèn)題分析（344） \n
11.1熱傳導(dǎo)理論基礎(chǔ)（344） \n
11.2導(dǎo)熱問(wèn)題的有限元分析法（345） \n
11.2.1導(dǎo)熱有限元方程（345） \n
11.2.2穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問(wèn)題求解（346） \n
11.2.3瞬態(tài)導(dǎo)熱問(wèn)題求解（347） \n
11.2.4軸承套圈軸對(duì)稱(chēng)導(dǎo)熱問(wèn)題的有限元方程（349） \n
11.3軸承導(dǎo)熱問(wèn)題的邊界元分析（351） \n
11.3.1導(dǎo)熱邊界元方程（351） \n
11.3.2軸承套圈軸對(duì)稱(chēng)導(dǎo)熱問(wèn)題邊界元解法（353） \n
11.3.3滾動(dòng)軸承系統(tǒng)導(dǎo)熱邊界元模擬（356） \n
11.4滾動(dòng)軸承系統(tǒng)的熱流網(wǎng)絡(luò)分析法（358） \n
11.4.1有限熱流網(wǎng)絡(luò)原理（358） \n
11.4.2多種傳熱的計(jì)算模型（359） \n
11.4.3工程系統(tǒng)熱流網(wǎng)絡(luò)模擬（361） \n
11.5熱流函數(shù)的有限元分析法（363） \n
11.5.1熱流函數(shù)有限元方程（364） \n
11.5.2工程系統(tǒng)的熱流函數(shù)有限元模擬（364） \n
11.5.3熱流函數(shù)有限元模擬程序（366） \n
參考文獻(xiàn)（375） \n
第12章滾動(dòng)軸承產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)與仿真工程（376） \n
12.1概述（376） \n
12.2深溝球軸承產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)（376） \n
12.2.1軸承結(jié)構(gòu)主參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)原理（376） \n
12.2.2軸承參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件（378） \n
12.2.3軸承零件參數(shù)化三維設(shè)計(jì)（383） \n
12.2.5軸承零件裝配（393） \n
12.2.6二維工程圖（397） \n
12.3球軸承運(yùn)動(dòng)可靠性仿真（397） \n
12.3.1軸承零件裝配干涉檢查（397） \n
12.3.2滾動(dòng)體運(yùn)動(dòng)仿真（397） \n
12.3.3鋼球打滑分析（399） \n
12.4圓錐滾子軸承可靠性設(shè)計(jì)（402） \n
12.4.1軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)（402） \n
12.4.2軸承參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件（402） \n
12.4.3軸承零件參數(shù)化三維設(shè)計(jì)（404） \n
12.4.4軸承零件裝配（411） \n
12.4.5二維工程圖（413） \n
12.5圓錐軸承運(yùn)動(dòng)可靠性仿真（414） \n
12.5.1滾動(dòng)體運(yùn)動(dòng)仿真（414） \n
12.5.2滾子打滑分析（414） \n
12.5.3軸承產(chǎn)品信息化軟件介紹（416） \n
參考文獻(xiàn)（420） \n
第13章關(guān)節(jié)軸承額定載荷與壽命計(jì)算方法研究（421） \n
13.1概述（421） \n
13.2關(guān)節(jié)軸承額定靜載荷計(jì)算方法（422） \n
13.2.1本方法的適用范圍（422） \n
13.2.2引用標(biāo)準(zhǔn)（422） \n
13.2.3相關(guān)概念定義（422） \n
13.2.4向心關(guān)節(jié)軸承靜載荷計(jì)算方法（423） \n
13.2.5角接觸關(guān)節(jié)軸承靜載荷計(jì)算方法（424） \n
13.2.6推力關(guān)節(jié)軸承靜載荷計(jì)算方法（424） \n
13.2.7桿端關(guān)節(jié)軸承靜載荷計(jì)算方法（425） \n
13.3關(guān)節(jié)軸承額定動(dòng)載荷計(jì)算方法（425） \n
13.3.1本方法適用范圍（425） \n
13.3.2引用標(biāo)準(zhǔn)（426） \n
13.3.3相關(guān)概念定義（426） \n
13.3.4關(guān)節(jié)軸承額定動(dòng)載荷（426） \n
13.3.5當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算方法（428） \n
13.4關(guān)節(jié)軸承在正常潤(rùn)滑狀態(tài)下的壽命估算方法（429） \n
13.4.1關(guān)節(jié)軸承初潤(rùn)滑壽命估算（429） \n
13.4.2復(fù)用軸承的壽命估算方法（432） \n
13.4.3應(yīng)用實(shí)例（433） \n
13.5關(guān)節(jié)軸承的邊界潤(rùn)滑模型與壽命簡(jiǎn)化計(jì)算方法研究（434） \n
13.5.1邊界潤(rùn)滑理論（434） \n
13.5.2關(guān)節(jié)軸承壽命簡(jiǎn)化計(jì)算方法（435） \n
13.5.3應(yīng)用實(shí)例（438） \n
13.6自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承壽命簡(jiǎn)化修正計(jì)算方法研究（440） \n
13.6.1自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承壽命（440） \n
13.6.2自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承額定載荷（441） \n
13.6.3自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承當(dāng)量載荷（442） \n
13.6.4自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承選用舉例（442） \n
13.7關(guān)節(jié)軸承載荷試驗(yàn)與理論計(jì)算方法研究（444） \n
13.7.1關(guān)節(jié)軸承靜載荷試驗(yàn)（444） \n
13.7.2關(guān)節(jié)軸承受載有限元分析（446） \n
13.7.3軸承額定靜載荷研究（449） \n
13.8關(guān)節(jié)軸承壽命試驗(yàn)與壽命影響系數(shù)研究（450） \n
13.8.1影響軸承壽命的主要因素（450） \n
13.8.2國(guó)外關(guān)節(jié)軸承壽命計(jì)算方法比較（450） \n
13.8.3關(guān)節(jié)軸承軸承壽命試驗(yàn)（451） \n
13.8.4關(guān)節(jié)軸承初潤(rùn)滑壽命估計(jì)研究（452） \n
13.8.5關(guān)節(jié)軸承重復(fù)潤(rùn)滑壽命估計(jì)研究（453） \n
13.8.6關(guān)節(jié)軸承額定動(dòng)載荷計(jì)算研究（454） \n
參考文獻(xiàn)（455） \n
附錄A關(guān)節(jié)軸承中的載荷分布研究(Method of the Calculation of the Load Distribution in Spherical Plain bearings)（458） \n
附錄B關(guān)節(jié)軸承額定載荷計(jì)算公式推導(dǎo)(Derivation of the Load Rating Factors for Spherical Plain Bearings)（466）