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轴承作为重要的机械传动部件,其性能直接影响到机器运行的安全性和稳定性。研究表明轴承接触交界面压力分布不均是造成轴承过早失效的主要原因。通过对轴承接触交界面进行微量修形可以有效地改善轴承接触交界面的压力分布,提高轴承的工作可靠性。因此如何确定轴承接触交界面的修形量,对提高轴承工作可靠性至关重要。传统轴承修形主要以滚子母线修形为主,其修形方法主要有两种:将Lundberg对数曲线等预先假定为修形设计的理想特征曲线或利用接触变形量估算修形量的半经验方法。这两种修形方法往往不能很好的适用于复杂工况下修形量设计计算,且需要通过反复迭代才能计算出较理想的滚子修形量,消耗大量时间和计算资源。针对传统修形方法的不足,本项目从力学本质问题和机械零部件接触的一般规律出发,进一步发展了实现最佳接触压力分布的弹性接触精确修形新方法,无需定义特征曲线和反复结构重分析,仅需低阶线性计算就可得到理想的修形结果,并开展了圆柱滚子轴承修形的应用研究,主要完成的研究内容如下:(1)提出了实现最佳接触压力的弹性接触交界面修形线性规划模型:在接触结构满足力平衡和变形协调条件下,以接触节点压力为优化目标,建立了基于极小极大模型的线性规划模型,并通过两个数值案例进行仿真分析,验证了该修形方法对弹性结构接触修形的有效性。(2)将修形方程从局部接触坐标系推广到全局坐标空间:针对复杂结构或多接触域,通过局部坐标和全局坐标变换关系,探究出在全局坐标系下接触节点修形量与接触力之间的数学关系,利用线性规划模型求解出在全局坐标系下接触节点修形量,并通过数值案例进行仿真分析,验证了该修形方法的有效性。(3)解决了交界面网格非一致的弹性接触修形问题:两构件接触交界面网格划分节点不对齐时,利用拉格朗日插值函数构造虚拟接触节点,将一构件的接触节点力按照一定权重系数分配到与另一构件接触节点对齐的虚拟接触节点上,实现构件虚拟上的接触节点对齐。通过数值案例进行仿真分析,验证了该修形方法的有效性。(4)建立了考虑轴向和周向耦合的圆柱滚子轴承修形新方法:将最大载荷滚子初始接触母线上的节点修形量作为独立修形变量,将最大载荷滚子沿轴向和周向可能接触区域的所有接触节点修形量作为状态变量,探究出滚子母线修形量和最大载荷滚子与相应滚道的所有接触节点进行耦合的修形计算方法。以圆柱滚子轴承作为数值案例进行仿真分析,结果表明圆柱滚子轴承“边缘效应”消除,且滚子应力分布更为均匀,验证了所述修形方法在轴承修形中的有效性。