一種計算油膜軸承襯套蠕變應力的方法
【技術領域】：
[0001] 本發明屬于油膜軸承設計技術領域，具體涉及一種計算油膜軸承襯套蠕變應力的 方法。 技術背景：
[0002] 油膜軸承廣泛應用于鋼鐵、礦山、冶金、電力、航天、航空等關鍵設備，具有摩擦系 數小、損耗低、剛性高等優點。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 金溫度達到65°C左右時，會產生微觀蠕變，對油膜軸承的潤滑性能和壽命產生不可忽略的 負面影響。對于蠕變應力的理論計算，傳統方法局限于零件承受均勻載荷的情況，然而油膜 軸承襯套內壁承受非均勻油膜壓力的作用，利用傳統方法計算其蠕變應力顯然不能滿足要 求。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是提供一種計算油膜軸承襯套蠕變應力的方法。基于多維應力下穩 態蠕變的基礎理論，結合厚壁圓筒平面問題的計算方法，推導出油膜軸承襯套蠕變應力的 計算方法。
[0004] 本發明是這樣實現的：如圖1所示，選擇襯套內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，內邊界承載區4承受徑向非均勻油膜壓力5的作用。在穩態 蠕變階段，不考慮溫度對蠕變的影響，截取截面處于平面應力狀態。
[0005] 本發明特征在于計算步驟如下：
[0006] 1、計算懦變應力分量：
[0007] 襯套所受徑向非均勻油膜壓力為：
【主權項】
1. 一種計算油膜軸承襯套懦變應力的方法，其特征在于計算步驟如下： (1) 、計算蠕變應力分量： 襯套所受徑向非均勻油膜壓力為： (1) m=A
式中，0為內邊界承載區⑷內任一點徑向壓力與水平線夾角，am為相關系數，m和n為整數且m<n; 枏據幾何形狀和裁荷特征，詵取應力函數為：
(2) 式中，八"1，8"1，(；和0"1為未知參數 a<r<b，a為襯套內半徑，b為襯套外半徑 油膜軸承襯套的蠕變應力分量由應力函數的導數得到：
(3) 式中，0 0、Ty分別為徑向應力，周向應力和剪切應力，其具體形式為：
(4) (2) 、計算蠕變應變分量： 多維穩態蠕變應力分析：將等效應力和等效蠕變分別定義為多維應力下的應力分量和 蠕變應變分量，以Norton穩態蠕變公式為基礎，得到穩態蠕變平面應力應變關系為：
(5) 式中，e0、Yu分別為徑向應變、周向應變和剪切應變 5=為等效蠕變應力 f為等效蠕變應變 將蠕變應力分量表達式（4)代入應力應變關系式（5)中，得蠕變應變分量表達式：
(3) 、計算蠕變位移分量： 幾何方趕為： (7) 將蠕變應變分量表達式（6)
代人兒何萬程（7)中，開對牷冋應變和周向應變的表達式 積分，得蠕變位移分量表達式為： (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) 、確定蠕變應力分量的未知參數： 將式（8)代入幾何方程（7)的剪切應變表達式中，根據邊界條件（9)，得到蠕變應力分 量未知參數的方程組：
其中，蠕變應力分量的未知參數為：
將蠕變應力分量的未知參數回代到蠕變應力分量表達式中并根據截面處于平面應力 狀態，得到油膜軸承襯套的蠕變應力分量：
式中，oz為軸向應力。
【專利摘要】一種計算油膜軸承襯套蠕變應力的方法，屬于油膜軸承設計技術領域，基于多維穩態蠕變基礎理論，結合厚壁圓筒平面應力解析法，推導出油膜軸承襯套在承受油膜壓力下的蠕變應力計算公式，根據本計算方法，只要知道油膜軸承襯套的外徑與內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力值。本發明優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
【申請號】CN201510049757
【發明人】苗克軍, 王建梅, 張笑天, 張亞南, 李璞
【申請人】太原科技大學
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年1月30日