线接触弹流润滑状态下极值应力的研究

作     者：刘浩铭 

作者单位：郑州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：夏伯乾

授予年度：2017年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主      题：线接触 弹流润滑 多元回归 中心压力 二次峰压力 二次压力峰位置 

摘      要：齿轮、轴承等以点、线接触的零件在正常工作时往往处于弹性流体动力润滑状态,但是对于此类零件强度设计所依据的赫兹应力理论则完全忽略掉了润滑的影响,实际上,润滑对零件接触表面应力的分布及性能有着重要的影响,不但会在出油口附近产生二次压力峰,还会在二次压力峰下产生应力集中。因此,弹流润滑状态下压力极值的研究对此类零件的强度设计及疲劳寿命预测具有重要的意义。(1)给出了稳态线接触弹流润滑理论的数学模型及求解方程,详细介绍了Newton-Raphson法,编写了计算程序,通过具体算例验证了程序的正确性与可用性。(2)详细研究了弹流润滑状态下无量纲速度、载荷及材料参数对压力极值的影响,并采用多元回归分析法给出了二次压力峰值、中心压力及二次压力峰位置的拟合公式,对其进行了显著性检验及精度校核,结果表明,在较宽的参数范围内,该拟合公式完全满足工程设计的需要。(3)详细研究了弹流润滑状态下接触区次表面应力的分布。探究了最大剪应力与二次压力峰的关系及最大剪应力的位置关系,结果表明:随着二次压力峰幅值的增大,最大剪应力先减少后增大;最大剪应力深度随着载荷的增加逐渐加深,最终近似于赫兹接触状况下应力的分布,随着速度的增大而接近于接触区表面;并且给出了最大剪应力位置横坐标的拟合公式。