油膜轴承蠕变理论

本书共8章。第1章介绍油膜轴承蠕变的研究背景、意义以及国内外研究现状；第2章，系统的介绍了蠕变的基础理论。第3章介绍巴氏合金的蠕变试验，根据其数据的特征，得到SnSb11Cu6巴氏合金在特定条件下的蠕变曲线等。第4章，基于油膜轴承衬套的承载情况，应用有限元蠕变算法对油膜轴承巴氏合金蠕变问题进行模拟分析。第5章，先对巴氏合金蠕变试验进行有限元模拟，考察拟合得出的蠕变系数在有限元计算中的相容度，对油膜轴承巴氏合金的蠕变特性进行仿真，模拟出各时间段的蠕变应变值及分布情况，提出蠕变流体动压问题的分析方法用于对巴氏合金厚度进行优化。第6章，介绍承受均匀载荷情况下厚壁圆筒的计算公式，对于受到非均匀复杂载荷的厚壁圆筒，建立了用于计算其蠕变应力的计算公式。第7章，以ANSYS软件为平台，分别以二维与三维模型的蠕变进行仿真分析，并与实际运行多年的轧机油膜轴承衬套内变形对比。第8章，根据应力松弛过程中材料变形的关系式，获得合金在诺顿形式和指数形式下的应力松弛计算公式。本书共分8章，围绕油膜轴承衬套实际使用中的损伤和破坏形式，将理论计算、实验测试和数值模拟验证相结合，全方位开展了油膜轴承蠕变的相关研究，提出了油膜轴承蠕变理论。分别介绍了油膜轴承和巴氏合金的相关知识、蠕变力学理论基础、蠕变试验研究、油膜轴承蠕变模型、巴氏合金蠕变特性和应力松弛特性、油膜轴承蠕变寿命预测方法。在此基础上，进一步推导出了厚壁圆筒稳态蠕变应力的计算算法等。本书可供从事机械设计及理论研究和摩擦学研究的科技人员参考，也可供高等院校机械类专业师生阅读。

王建梅，现任太原科技大学机械工程学院副院长，博士生导师。主持完成国家青年科学基金项目、合作主持国家地区联合基金项目和山西省重大专项等科研项目10余项、主持完成大型企业如中石化和太重等企业课题５项；参与国家自然科学基金项目、*新世纪人才计划项目等１０余项；发表科研论文百余篇，ＳＣＩ／ＥＩ论文收录３０余篇；撰写专著1部；近三年在《TribologyInternational》、《机械工程学报》、《上海交通大学学报》、《ProceedingsoftheInstitutionofMechanicalEngineers,PartC-JournalofMechanicalEngineeringScience》、《稀有金属材料与工程》、《中国有色金属学报》、《西安交通大学学报》等国内外重要学术期刊和学术会议发表相关学术论文40余篇。获得授权国家发明专利1２项、实用新型专利６项；软件著作权８项，省部级科技进步奖２项。出版著作：锁紧盘设计理论与方法，冶金工业出版社，2014.6。

1基础知识1.1油膜轴承概述1.1.1油膜轴承1.1.2衬套1.2巴氏合金概述1.2.1巴氏合金1.2.2巴氏合金蠕变1.3蠕变理论研究2蠕变力学基础2.1蠕变基本概念2.1.1蠕变力学的提出2.1.2蠕变的定义2.1.3蠕变的微观解释2.1.4蠕变曲线2.1.5蠕变机理2.1.6影响蠕变强度的因素2.2一维应力蠕变的基础理论2.2.1一维应力下的蠕变本构方程2.2.2常用的蠕变理论2.3多维应力蠕变的基础理论2.3.1等效应力、等效蠕变速率和等效蠕变应变2.3.2流动法则2.3.3应力与蠕变速率的关系2.3.4稳态与非稳态蠕变分析2.4厚壁圆筒稳态蠕变的理论基础2.4.1稳态蠕变的计算说明2.4.2厚壁圆筒蠕变计算的基本方程2.4.3边界条件2.4.4应力函数与相容方程2.5应力松弛2.5.1应力松弛特性概述2.5.2应力松弛与蠕变的关系描述2.5.3基于蠕变理论的应力松弛分析2.6蠕变损伤理论2.6蠕变寿命理论2.6.1Kachanov-Robatnov损伤理论2.6.2蠕变寿命预测模型2.6.3蠕变裂纹扩展2.6.4疲劳、蠕变及环境腐蚀的交互作用
3巴氏合金蠕变试验研究3.1蠕变试验方法3.1.1蠕变试验原理3.1.2蠕变试验目的3.1.3蠕变试验标准3.1.4蠕变试验设备3.1.5蠕变试验试件3.1.6蠕变试验的操作步骤3.1.7蠕变试验的测试内容3.1.8蠕变试验方案对比3.2试验数据处理3.2.1蠕变试验数据影响因素3.2.2试验数据的频数统计3.2.3比例折算及变形差值处理3.2.4非线性拟合迭代算法3.2.5初值的自适应算法3.2.6数据的非线性拟合结果与处理4巴氏合金的蠕变特性4.1巴氏合金蠕变力学性能4.2巴氏合金蠕变模型4.2.1SnSb11Cu6蠕变模型4.2.2基础蠕变模型4.2.3不同模型的对比分析4.3蠕变对合金力学性能影响4.3.1巴氏合金金相实验4.3.2实验结果分析4.4蠕变试验的数值模拟4.4.1试件蠕变分析模型4.4.2试件蠕变分析参数4.4.3模拟结果与算法4.5巴氏合金蠕变特性模拟4.5.1油膜轴承有限元模型4.5.2运转参数与载荷分布4.5.3蠕变特性的数值模拟4.5.4巴氏合金厚度优化5巴氏合金蠕变寿命5.1稳态蠕变本构方程5.1.1基于Dom理论的稳态蠕变本构方程
5.1.2基于恒速理论的稳态蠕变本构方程5.2蠕变寿命计算模型5.3蠕变寿命评估模型5.4蠕变寿命预测软件5.4.1功能介绍5.4.2计算流程图5.4.3工程实例6厚壁圆筒稳态蠕变应力6.1厚壁圆筒蠕变6.2均匀载荷条件下稳态蠕变应力6.2.1建立数学模型6.2.2诺顿本构方程下的算法推导6.2.3指数形式下的算法推导6.3非均匀载荷条件下稳态蠕变应力6.3.1算法推导6.3.2厚壁圆筒的蠕变应力6.3.3工程应用7厚壁圆筒蠕变的模拟7.1有限元法基本知识7.1.1有限元法的基本思想7.1.2有限元的求解模块7.2蠕变问题的有限元法7.2.1隐式蠕变法7.2.2操作步骤7.3厚壁圆筒稳态蠕变二维分析7.3.1建立模型7.3.2诺顿稳态蠕变本构方程7.3.3模拟结果7.4基于衬套的蠕变三维分析7.4.2模拟参数7.4.3三维蠕变模型7.4.4模拟结果8衬套合金的应力松弛特性8.1应力松弛试验8.2巴氏合金SnSb11-6稳态蠕变方程8.3理论分析参考文献