航空发动机是我国航空工业的“阿喀琉斯之踵”,零部件乃至整机的清洁度又是制约航空发动机发展的关键因素。滚动轴承作为航空发动机的关键部件,很大程度上决定了航空发动机性能的优劣。而滚动轴承中由于清洁度失控导致的磨粒磨损问题严重影响了轴承的使用寿命,进而制约航空发动机的性能。因此,为提高国产航空发动机的使用寿命与性能,本文通过理论分析和数值仿真的研究方法,深入研究硬质颗粒污染物引发的滚动轴承磨粒磨损问题,分析了磨粒特性,特别是磨粒尺寸、形状和磨粒速度对滚动轴承磨粒磨损的影响。利用有限元分析软件Abaqus模拟了刚性磨粒在弹塑性平板上的磨损过程,展示了滚动轴承磨粒磨损的微观过程;并将随机过程理论与数值模拟相结合,针对实际中部分磨粒形状不规则的特性,采用随机空间平面切割球体的方法生成了具有实际磨粒几何特征的不规则多面体磨粒。结果表明,材料的磨损量随磨粒尺寸的增大而增高,直到临界直径160μm左右,其后磨损量增加缓慢甚至不变;磨粒尺寸的变化引起了磨粒磨损中材料去除机理的转变,随着磨粒尺寸的增大,塑性变形对磨粒磨损的影响逐渐变得微弱。采用随机方法建立的不规则多面体磨粒进行数值仿真能更好地还原磨损的实际情况,球形颗粒产生光滑的凹槽,而多面体颗粒产生尖锐、粗糙不平的切削凹槽。考察了滚动轴承在振动载荷下发生的冲击磨粒磨损,利用有限元分析软件Abaqus模拟了刚性球形磨粒在弹塑性平板上的碰撞过程,展示了滚动轴承磨粒磨损过程中磨粒的冲击行为。结果表明,冲击速度的变化导致了磨损机理的转变,在冲击速度不大时,发生低应力擦伤式磨粒磨损,没有产生材料的去除,其主要磨损机理是塑性变形,而随着冲击速度的增大,将会发生凿削式磨粒磨损,轴承表面材料被凿削而形成磨损,对于这两种不同磨损机理的冲击磨粒磨损,冲击速度的增加都会导致更为严重的变形或磨损。对冲击角度的分析结果表明,小的冲击角度会强化冲击过程中的凿削行为,凿削或切削磨损机理发生的可能性会增加。