申请/专利权人：河南科技大学

申请日：2020-09-18

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN111985141B

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06F30/17;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2020.12.11#实质审查的生效;2020.11.24#公开

摘要：一种转盘轴承表面硬化滚道许用接触应力的确定方法，包括以下步骤：滚道塑性接触有限元建模、滚道接触变形的数值分析、滚道接触变形数据的回归分析和滚道许用接触应力的确定，该有限元模型是为确定表面硬化滚道的塑性接触变形量与不同的滚子直径、滚子载荷和硬化层深度之间的数学关系而建立的，由加载滚道、滚子和表面硬化滚道三个实体组成；本发明采用计算机数值计算确定滚道许用接触应力，可以根据需要任意设定表面硬化滚道的工艺参数，能够方便的获取确定许用接触应力所需的数据，本发明方法确定的许用接触应力具有更高的精度，且周期短、成本低、试样参数易控制，解决了转盘轴承承载能力校核计算缺乏许用接触应力的问题。

主权项：1.一种转盘轴承表面硬化滚道许用接触应力的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：1滚道塑性接触有限元建模滚道塑性接触有限元模型是为确定表面硬化滚道的塑性接触变形量与不同的滚子直径、滚子载荷和硬化层深度之间的数学关系而建立的，由加载滚道、滚子和表面硬化滚道三个实体组成，所述加载滚道和滚子设置为弹性材料，所述表面硬化滚道设置为弹塑性材料；2滚道接触变形的数值分析在滚子与表面硬化滚道接触的有限元模型中，对滚子直径、滚子载荷和硬化层深度设置成不同的参数进行分析计算，得到对应于不同的滚子直径、滚子载荷和硬化层深度输入参数的接触塑性变形数据，并运用Hertz接触理论计算得到施加的滚子载荷所产生的接触应力；将有限元分析得到的塑性变形数据随硬化层深度和接触应力的变化情况绘制成散点图，得到塑性接触变形随接触应力的变化趋势和塑性接触变形随硬化层深度的变化趋势，根据的得到的变化趋势，设定塑性接触变形δ与接触应力p0、硬化层深度tc、滚子直径Dw之间关系的数学模型如下： 式中的参数k、b1和b2为待定常数；3滚道接触变形数据的回归分析为确定参数k、b1和b2，将式1的两边取对数，得： 令y＝lgδ，a＝lgk，可以得到以x1和x2为自变量，y为因变量的二元线性回归方程： 根据有限元分析的模型参数和分析结果计算得到的n组观测数据：x11,x21,y1，x12,x22,y2，…，x1i,x2i,yi，…，x1n,x2n,yn，通过回归分析确定参数a、b1和b2；根据最小二乘法的原理，令全部观测值yi与回归值的残差平方和最小，求得a和b1、b2；二元线性回归方程残差平方和可以表示为： 将残差平方和分别对a和b1、b2求偏导数，并令相应的偏导数等于0，得到用步骤2的观测数据x1i,x2i,yi表示的a和b1、b2，根据a＝lgk，进一步得到k的值，从而确定式1的具体形式；4滚道许用接触应力的确定令塑性接触变形量δ＝0.0001Dw，则可以由式1计算得到许用接触应力的计算公式：

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