[發明專利]一種軸承/齒輪材料膠合失效的定量預測方法有效
| 申請號： | 202010117065.X | 申請日： | 2020-02-25 |
| 公開（公告）號： | CN111428315B | 公開（公告）日： | 2021-08-10 |
| 發明（設計）人： | 張傳偉;古樂;王黎欽;趙小力;鄭德志;唐光澤 | 申請（專利權）人： | 哈爾濱工業大學 |
| 主分類號： | G06F30/17 | 分類號： | G06F30/17;G06F119/08;G06F119/14 |
| 代理公司： | 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109 | 代理人： | 時起磊 |
| 地址： | 150001 黑*** | 國省代碼： | 黑龍江;23 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 軸承 齒輪 材料 膠合 失效 定量 預測 方法 | ||
1.一種軸承/齒輪材料膠合失效的定量預測方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟一、根據絕熱剪切失穩理論和軸承、齒輪材料的高溫塑性流變行為的本構方程得到：
其中，γ為塑性應變；T為溫度；n為材料加工硬化指數；T0為溫度的參考值；B為常數；
步驟二、基于步驟一，結合膠合失效過程中由表層材料大應變率塑性變形能導致的溫升Tp和高速摩擦過程中滑滾接觸下摩擦熱導致的表面溫升Tc得到：
ψ＝1.23fhpa1/2(ρcpkvr)-1/2
其中，τ為剪切應力；μ為摩擦系數；pH為赫茲接觸壓力；vs為相對滑動速度；fp為Taylor-Quinney系數；fhp為熱分配系數；a橢圓接觸區長半軸半徑；ρ為材料密度，cp為材料比熱容；k為材料的熱傳導系數；vr為滾動速度；
進一步得到發生膠合的臨界塑性應變γc為：
γc＝(-αμpHvs+β)/τ
α＝ψnρcp/[(n+1)fp]
β＝nρcp(1/B+T0)/[(n+1)fp]
由接觸表面剪切應力τs導致的近表層材料的塑性應變γs為：
其中τy為剪切屈服強度；
根據材料的塑性應變γs和膠合臨界塑性應變γc預測軸承/齒輪材料膠合失效，即當材料的塑性應變γs大于等于其膠合臨界塑性應變γc時，預測為發生膠合失效；
利用定量預測判據進行軸承/齒輪材料膠合失效的定量預測，即當滿足定量預測判據時預測為發生膠合失效；
所述的定量預測判據如下：
2.根據權利要求1所述的一種軸承/齒輪材料膠合失效的定量預測方法，其特征在于，所述赫茲接觸壓力pH＝3Q/2πab，其中，Q為載荷；b為橢圓接觸區短半軸半徑。
3.根據權利要求2所述的一種軸承/齒輪材料膠合失效的定量預測方法，其特征在于，所述軸承、齒輪材料的高溫塑性流變行為的本構方程為為塑性應變率；A為常數。
4.根據權利要求3所述的一種軸承/齒輪材料膠合失效的定量預測方法，其特征在于，步驟一的實現過程如下：
根據絕熱剪切失穩理論，當材料熱軟化率等于硬化率判定發生失穩，即剪切應力τ對塑性應變γ的變化率為零時發生失穩：
當塑性應變率的變化率為零，將軸承、齒輪材料的高溫塑性流變行為的本構方程代入上式得到
m為材料加工硬化指數；
由于塑性應變γ和塑性應變率都不為零，得到
5.根據權利要求1至4之一所述的一種軸承/齒輪材料膠合失效的定量預測方法，其特征在于，所述膠合失效過程中由表層材料大應變率塑性變形能導致的溫升Tp＝fpτγ/ρcp。
6.根據權利要求5所述的一種軸承/齒輪材料膠合失效的定量預測方法，其特征在于，所述在高速摩擦過程中滑滾接觸下摩擦熱導致的表面溫升Tc＝1.23μpHvsfhpa1/2(ρcpkvr)-1/2。
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