接觸力學理論與滾動軸承設計分析

第1章基礎(chǔ)知識簡介（1） \n
1.1接觸力學發(fā)展概述（1） \n
1.2彈性力學基礎(chǔ)簡介（2） \n
1.2.1彈性力學的基本方程（3） \n
1.2.2彈性力學問題的函數(shù)解法（4） \n
1.2.3彈性力學的矩陣方程（7） \n
1.3滾動軸承學基礎(chǔ)簡介（9） \n
1.3.1軸承基本結(jié)構(gòu)類型和代號（11） \n
1.3.2軸承結(jié)構(gòu)主要幾何關(guān)系（13） \n
1.3.3軸承零件的基本運動關(guān)系（20） \n
1.3.4軸承中的潤滑（21） \n
1.3.5軸承的使用性能——摩擦力矩及預緊剛度（24） \n
參考文獻（27） \n
第2章彈性接觸力學理論（28） \n
2.1彈性體波西涅斯克問題分析（28） \n
2.1.1一般空間物體受力問題的解（28） \n
2.1.2半空間物體受集中力問題的波西涅斯克解（32） \n
2.1.3半空間彈性體受分布力作用的解（33） \n
2.1.4幾個典型問題的解（34） \n
2.2彈性體赫茲型點接觸問題分析（36） \n
2.2.1球面體赫茲型點接觸問題解（37） \n
2.2.2任意曲面體赫茲型點接觸問題解（41） \n
2.3二維彈性體線接觸問題分析（44） \n
2.3.1二維線接觸應力分布（45） \n
2.3.2線接觸變形計算（45） \n
2.4赫茲型接觸參數(shù)的工程計算方法（47） \n
2.4.1球面體點接觸（47） \n
2.4.2二次曲面體點接觸（48） \n
2.4.3點接觸參數(shù)近似計算方法（50） \n
2.4.4線接觸參數(shù)近似計算方法（52） \n
2.4.5工程接觸問題算例（55） \n
2.5彈性體接觸表面下的應力（62） \n
2.5.1接觸表面下的應力狀態(tài)（62） \n
2.5.2接觸應力強度計算（66） \n
2.6非赫茲型接觸問題分析（69） \n
2.6.1有限長線接觸（70） \n
2.6.2曲面非對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（78） \n
第3章彈性接觸有限元分析方法（80） \n
3.1彈性力學有限元原理（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有限元方程計算技術(shù)（82） \n
3.2.1單元插值函數(shù)的微積分計算（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有限元法的程序設計（90） \n
3.3彈性力學平面問題有限元方法（91） \n
3.3.1三角形三節(jié)點單元有限元格式（92） \n
3.3.2平面問題三節(jié)點程序與示例（97） \n
3.3.3平面四邊形四節(jié)點單元有限元格式（98） \n
3.4彈性力學軸對稱問題有限元方法（102） \n
3.4.1軸對稱問題的彈性力學方程（102） \n
3.4.2軸對稱問題的有限元格式（104） \n
3.4.3非軸對稱載荷處理（107） \n
3.5彈性力學三維問題的有限元方法（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無單元分析法（122） \n
3.8彈性接觸有限元分析實例（125） \n
3.8.1點接觸模型有限元分析（125） \n
3.8.2線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（133） \n
第4章彈塑性接觸及安定性問題分析（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屈服應力修正（138） \n
4.2彈塑性接觸問題分析（140） \n
4.2.1彈塑性點接觸有限元分析實例（140） \n
4.2.2彈塑性線接觸有限元分析實例（142） \n
4.2.3彈塑性接觸殘余變形試驗（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安定性分析判定準則（150） \n
4.3.3點接觸安定極限載荷（152） \n
4.3.4線接觸安定極限載荷（155） \n
4.4彈塑性接觸安定性分析程序（157） \n
參考文獻（166） \n
第5章彈性大變形理論與軸承密封圈接觸問題分析（167） \n
5.1大變形應變與應力理論（167） \n
5.1.1大變形的應變度量（167） \n
5.1.2大變形的應力度量（169） \n
5.1.3運動平衡方程（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軸對稱超彈性模型（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)類型及特點（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軸承密封動態(tài)分析模型（191） \n
5.5.1動態(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（193） \n
第6章滾動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接觸應力極限依據(jù)（210） \n
6.3.3滾動接觸安定極限應力依據(jù)（212） \n
6.3.4材料硬度對額定靜載荷的影響（212） \n
6.4軸承基本額定靜載荷計算公式（213） \n
參考文獻（215） \n
第7章滾動軸承壽命與額定動載荷分析（216） \n
7.1滾動接觸疲勞壽命與額定動載荷（216） \n
7.1.1點接觸類型疲勞壽命（217） \n
7.1.2線接觸類型疲勞壽命（218） \n
7.2軸承額定動載荷理論（219） \n
7.2.1單個滾動體與套圈接觸點的額定動載荷（219） \n
7.2.2套圈整體的接觸額定動載荷（220） \n
7.2.3全軸承的額定動載荷（222） \n
7.3軸承基本額定動載荷計算公式（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（230） \n
7.4.3軸承潤滑脂壽命估計（232） \n
7.4.4軸承磨損壽命估計（233） \n
7.4.5軸承動力學壽命概念（235） \n
參考文獻（236） \n
第8章滾動軸承外載荷與當量載荷分析（237） \n
8.1軸承外載荷與當量載荷概念（237） \n
8.2軸承當量動載荷的理論基礎(chǔ)（237） \n
8.3軸承當量動載荷簡化計算方法（239） \n
8.3.1向心軸承的徑向當量動載荷簡化模型（239） \n
8.3.2推力軸承的軸向當量動載荷簡化模型（241） \n
8.3.3幾類軸承的動載荷系數(shù)（241） \n
8.4軸承當量靜載荷理論基礎(chǔ)（246） \n
8.5軸承當量靜載荷簡化計算方法（247） \n
參考文獻（249） \n
第9章滾動軸承運動與動力學分析（250） \n
9.1概述（250） \n
9.2高速球軸承的球動力學模型（251） \n
9.2.1球的受力運動微分方程（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力學模型（261） \n
9.3.1滾子受力運動微分方程（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高速軸承保持架動力學模型（271） \n
9.4.1球軸承保持架受力特點（271） \n
9.4.2滾子軸承保持架受力特點（272） \n
9.4.3軸承保持架運動微分方程（272） \n
9.4.4保持架與滾動體之間的作用力（273） \n
9.4.5套圈引導面對保持架的作用力（275） \n
9.4.6保持架的攪動阻力矩（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動力學控制方程組求解方法（280） \n
9.6.1套圈平衡方程特點及解法（280） \n
9.6.2滾動體運動微分方程特點及解法（281） \n
9.6.3保持架運動微分方程特點及解法（282） \n
9.7軸承動力學數(shù)值分析實例（282） \n
9.7.1高速角接觸球軸承計算結(jié)果（282） \n
9.7.2高速圓柱滾子軸承計算分析結(jié)果（295） \n
9.7.3保持架動力學模型試驗結(jié)果（301） \n
9.8保持架動力學分析程序（302） \n
參考文獻（308） \n
第10章滾動軸承振動與噪聲分析（311） \n
10.1概述（311） \n
10.2軸承振動時域分析（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典型軸承缺陷振動信號時域仿真（318） \n
10.3軸承振動頻率近似計算（319） \n
10.3.1套圈彈性振動固有頻率（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軸承振動信號分析方法（321） \n
10.4.1軸承振動信號測量（321） \n
10.4.2振動信號傅里葉分析方法（322） \n
10.4.3振動信號小波分析方法（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例（330） \n
10.5軸承振動頻率譜變化規(guī)律（333） \n
10.5.1軸承異音振動波形特征（333） \n
10.5.2軸承頻譜特征規(guī)律（336） \n
10.6軸承振動與噪聲控制（339） \n
參考文獻（340） \n
第11章軸承系統(tǒng)熱問題分析（344） \n
11.1熱傳導理論基礎(chǔ)（344） \n
11.2導熱問題的有限元分析法（345） \n
11.2.1導熱有限元方程（345） \n
11.2.2穩(wěn)態(tài)導熱問題求解（346） \n
11.2.3瞬態(tài)導熱問題求解（347） \n
11.2.4軸承套圈軸對稱導熱問題的有限元方程（349） \n
11.3軸承導熱問題的邊界元分析（351） \n
11.3.1導熱邊界元方程（351） \n
11.3.2軸承套圈軸對稱導熱問題邊界元解法（353） \n
11.3.3滾動軸承系統(tǒng)導熱邊界元模擬（356） \n
11.4滾動軸承系統(tǒng)的熱流網(wǎng)絡分析法（358） \n
11.4.1有限熱流網(wǎng)絡原理（358） \n
11.4.2多種傳熱的計算模型（359） \n
11.4.3工程系統(tǒng)熱流網(wǎng)絡模擬（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（375） \n
第12章滾動軸承產(chǎn)品可靠性設計與仿真工程（376） \n
12.1概述（376） \n
12.2深溝球軸承產(chǎn)品可靠性設計（376） \n
12.2.1軸承結(jié)構(gòu)主參數(shù)優(yōu)化設計原理（376） \n
12.2.2軸承參數(shù)優(yōu)化設計軟件（378） \n
12.2.3軸承零件參數(shù)化三維設計（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球軸承運動可靠性仿真（397） \n
12.3.1軸承零件裝配干涉檢查（397） \n
12.3.2滾動體運動仿真（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計（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)化設計軟件（402） \n
12.4.3軸承零件參數(shù)化三維設計（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圓錐軸承運動可靠性仿真（414） \n
12.5.1滾動體運動仿真（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（420） \n
第13章關(guān)節(jié)軸承額定載荷與壽命計算方法研究（421） \n
13.1概述（421） \n
13.2關(guān)節(jié)軸承額定靜載荷計算方法（422） \n
13.2.1本方法的適用范圍（422） \n
13.2.2引用標準（422） \n
13.2.3相關(guān)概念定義（422） \n
13.2.4向心關(guān)節(jié)軸承靜載荷計算方法（423） \n
13.2.5角接觸關(guān)節(jié)軸承靜載荷計算方法（424） \n
13.2.6推力關(guān)節(jié)軸承靜載荷計算方法（424） \n
13.2.7桿端關(guān)節(jié)軸承靜載荷計算方法（425） \n
13.3關(guān)節(jié)軸承額定動載荷計算方法（425） \n
13.3.1本方法適用范圍（425） \n
13.3.2引用標準（426） \n
13.3.3相關(guān)概念定義（426） \n
13.3.4關(guān)節(jié)軸承額定動載荷（426） \n
13.3.5當量動載荷計算方法（428） \n
13.4關(guān)節(jié)軸承在正常潤滑狀態(tài)下的壽命估算方法（429） \n
13.4.1關(guān)節(jié)軸承初潤滑壽命估算（429） \n
13.4.2復用軸承的壽命估算方法（432） \n
13.4.3應用實例（433） \n
13.5關(guān)節(jié)軸承的邊界潤滑模型與壽命簡化計算方法研究（434） \n
13.5.1邊界潤滑理論（434） \n
13.5.2關(guān)節(jié)軸承壽命簡化計算方法（435） \n
13.5.3應用實例（438） \n
13.6自潤滑關(guān)節(jié)軸承壽命簡化修正計算方法研究（440） \n
13.6.1自潤滑關(guān)節(jié)軸承壽命（440） \n
13.6.2自潤滑關(guān)節(jié)軸承額定載荷（441） \n
13.6.3自潤滑關(guān)節(jié)軸承當量載荷（442） \n
13.6.4自潤滑關(guān)節(jié)軸承選用舉例（442） \n
13.7關(guān)節(jié)軸承載荷試驗與理論計算方法研究（444） \n
13.7.1關(guān)節(jié)軸承靜載荷試驗（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國外關(guān)節(jié)軸承壽命計算方法比較（450） \n
13.8.3關(guān)節(jié)軸承軸承壽命試驗（451） \n
13.8.4關(guān)節(jié)軸承初潤滑壽命估計研究（452） \n
13.8.5關(guān)節(jié)軸承重復潤滑壽命估計研究（453） \n
13.8.6關(guān)節(jié)軸承額定動載荷計算研究（454） \n
參考文獻（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)軸承額定載荷計算公式推導(Derivation of the Load Rating Factors for Spherical Plain Bearings)（466）