一種計算油膜軸承襯套蠕變應(yīng)力的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明屬于油膜軸承設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種計算油膜軸承襯套蠕變應(yīng)力的 方法。 技術(shù)背景：
[0002] 油膜軸承廣泛應(yīng)用于鋼鐵、礦山、冶金、電力、航天、航空等關(guān)鍵設(shè)備，具有摩擦系 數(shù)小、損耗低、剛性高等優(yōu)點。其最薄弱的部分就是襯套巴氏合金，巴氏合金蠕變是其失效 的一種形式。油膜軸承在工作過程中，巴氏合金長期承受油膜壓力，與油膜接觸使得巴氏合 金溫度達(dá)到65°C左右時，會產(chǎn)生微觀蠕變，對油膜軸承的潤滑性能和壽命產(chǎn)生不可忽略的 負(fù)面影響。對于蠕變應(yīng)力的理論計算，傳統(tǒng)方法局限于零件承受均勻載荷的情況，然而油膜 軸承襯套內(nèi)壁承受非均勻油膜壓力的作用，利用傳統(tǒng)方法計算其蠕變應(yīng)力顯然不能滿足要 求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種計算油膜軸承襯套蠕變應(yīng)力的方法。基于多維應(yīng)力下穩(wěn) 態(tài)蠕變的基礎(chǔ)理論，結(jié)合厚壁圓筒平面問題的計算方法，推導(dǎo)出油膜軸承襯套蠕變應(yīng)力的 計算方法。
[0004] 本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：如圖1所示，選擇襯套內(nèi)邊界軸向承受最大油膜壓力的截 面，其外邊界被軸承座3固定，內(nèi)邊界承載區(qū)4承受徑向非均勻油膜壓力5的作用。在穩(wěn)態(tài) 蠕變階段，不考慮溫度對蠕變的影響，截取截面處于平面應(yīng)力狀態(tài)。
[0005] 本發(fā)明特征在于計算步驟如下：
[0006] 1、計算懦變應(yīng)力分量：
[0007] 襯套所受徑向非均勻油膜壓力為：
【主權(quán)項】
1. 一種計算油膜軸承襯套懦變應(yīng)力的方法，其特征在于計算步驟如下： (1) 、計算蠕變應(yīng)力分量： 襯套所受徑向非均勻油膜壓力為： (1) m=A
式中，0為內(nèi)邊界承載區(qū)⑷內(nèi)任一點徑向壓力與水平線夾角，am為相關(guān)系數(shù)，m和n為整數(shù)且m<n; 枏據(jù)幾何形狀和裁荷特征，詵取應(yīng)力函數(shù)為：
(2) 式中，八"1，8"1，(；和0"1為未知參數(shù) a<r<b，a為襯套內(nèi)半徑，b為襯套外半徑 油膜軸承襯套的蠕變應(yīng)力分量由應(yīng)力函數(shù)的導(dǎo)數(shù)得到：
(3) 式中，0 0、Ty分別為徑向應(yīng)力，周向應(yīng)力和剪切應(yīng)力，其具體形式為：
(4) (2) 、計算蠕變應(yīng)變分量： 多維穩(wěn)態(tài)蠕變應(yīng)力分析：將等效應(yīng)力和等效蠕變分別定義為多維應(yīng)力下的應(yīng)力分量和 蠕變應(yīng)變分量，以Norton穩(wěn)態(tài)蠕變公式為基礎(chǔ)，得到穩(wěn)態(tài)蠕變平面應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系為：
(5) 式中，e0、Yu分別為徑向應(yīng)變、周向應(yīng)變和剪切應(yīng)變 5=為等效蠕變應(yīng)力 f為等效蠕變應(yīng)變 將蠕變應(yīng)力分量表達(dá)式（4)代入應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系式（5)中，得蠕變應(yīng)變分量表達(dá)式：
(3) 、計算蠕變位移分量： 幾何方趕為： (7) 將蠕變應(yīng)變分量表達(dá)式（6)
代人兒何萬程（7)中，開對牷冋應(yīng)變和周向應(yīng)變的表達(dá)式 積分，得蠕變位移分量表達(dá)式為： (8) 式中，^為徑向位移
V0為周向位移 ( 0 )、f2 (r)和Jfi( 0 )d0 為積分常量 (4) 、油膜軸承襯套計算模型的邊界條件：
(,ur;r= b=u,Ue；r= b=u (9) ur (r, 0 +2 3i) -ur (r, 0 ) =0v0 (r, 0 +2 3i)-v0 (r, 0 ) =0 (5) 、確定蠕變應(yīng)力分量的未知參數(shù)： 將式（8)代入幾何方程（7)的剪切應(yīng)變表達(dá)式中，根據(jù)邊界條件（9)，得到蠕變應(yīng)力分 量未知參數(shù)的方程組：
其中，蠕變應(yīng)力分量的未知參數(shù)為：
將蠕變應(yīng)力分量的未知參數(shù)回代到蠕變應(yīng)力分量表達(dá)式中并根據(jù)截面處于平面應(yīng)力 狀態(tài)，得到油膜軸承襯套的蠕變應(yīng)力分量：
式中，oz為軸向應(yīng)力。
【專利摘要】一種計算油膜軸承襯套蠕變應(yīng)力的方法，屬于油膜軸承設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，基于多維穩(wěn)態(tài)蠕變基礎(chǔ)理論，結(jié)合厚壁圓筒平面應(yīng)力解析法，推導(dǎo)出油膜軸承襯套在承受油膜壓力下的蠕變應(yīng)力計算公式，根據(jù)本計算方法，只要知道油膜軸承襯套的外徑與內(nèi)徑和所受的非均勻載荷，即可求得油膜軸承襯套某截面上任意點的蠕變應(yīng)力值。本發(fā)明優(yōu)點是充分考慮了油膜軸承襯套的實際受力情況，具有較高的精確性、簡單性和實用性。
【IPC分類】G06F17-50
【公開號】CN104699895
【申請?zhí)枴緾N201510049757
【發(fā)明人】苗克軍, 王建梅, 張笑天, 張亞南, 李璞
【申請人】太原科技大學(xué)
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年1月30日