滚动轴承故障机理的动力学分析基础

《滚动轴承故障机理的动力学分析基础》以滚动轴承故障动力学建模为理论基础，以揭示含故障轴承的振动响应机理为目标，论述了滚动轴承动力学建模方法，介绍了球轴承（单列向心球轴承、双半内圈球轴承、浮动变位球轴承）、圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承的动力学方程及求解流程；重点探讨了滚动轴承局部损伤故障动力学分析方法，对滚动轴承单点、多点和复合损伤故障下的振动响应进行了仿真及实验分析；考虑滚道表面形貌，对滚动轴承进行了动力学仿真分析和实验分析；从打滑和稳定性两方面开展了滚动轴承保持架动力学分析，讨论了双半内圈球轴承三点异常接触及滑动问题；*后，介绍了滚动轴承与转子有限元、转子刚体单元的耦合建模方法，为工程中的转子-轴承系统动力学分析提供理论基础。

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 滚动轴承故障诊断概述 1
1.2 滚动轴承失效的基本形式 2
1.3 滚动轴承故障机理的研究现状与发展趋势 5
1.3.1 基于解析公式的故障机理分析 6
1.3.2 基于动力学模型的故障机理分析 6
参考文献 16
第2章 滚动轴承动力学建模方法 26
2.1 引言 26
2.2 理论基础 26
2.2.1 接触模型 28
2.2.2 牵引模型 32
2.2.3 流体阻力 33
2.3 单列向心球轴承动力学建模 34
2.3.1 轴承元件间的相互作用关系 34
2.3.2 轴承动力学方程及求解 39
2.4 双半内圈球轴承动力学建模 43
2.4.1 轴承元件间的相互作用关系 43
2.4.2 轴承动力学方程及求解 45
2.5 浮动变位球轴承动力学建模 47
2.5.1 轴承元件间的相互作用关系 48
2.5.2 轴承动力学方程及求解 53
2.6 圆柱滚子轴承动力学建模 53
2.6.1 轴承元件间的相互作用关系 54
2.6.2 轴承动力学方程及求解 59
2.7 圆锥滚子轴承动力学建模 62
2.7.1 圆锥滚子轴承元件间的相互作用关系 62
2.7.2 双列圆锥滚子轴承动力学方程及求解 66
参考文献 71
第3章 滚动轴承局部损伤故障动力学分析 72
3.1 引言 72
3.2 滚动轴承单点损伤故障动力学分析 73
3.2.1 球轴承单点损伤动力学建模与仿真 73
3.2.2 滚子轴承单点损伤动力学建模与仿真 95
3.2.3 实验验证 106
3.3 滚动轴承多点及复合损伤故障动力学分析 112
3.3.1 滚动轴承多点及复合损伤的数学描述 112
3.3.2 滚动轴承多点及复合损伤动力学仿真与实验 113
3.4 滚道局部损伤故障特征频率分析 121
3.4.1 转速、载荷及牵引系数影响 123
3.4.2 保持架兜孔间隙与接触角影响 127
参考文献 129
第4章 考虑滚道表面形貌的滚动轴承动力学分析 132
4.1 引言 132
4.2 考虑表面形貌的圆柱滚子轴承动力学建模 132
4.2.1 滚道表面形貌特征 132
4.2.2 模型仿真分析流程 133
4.3 模型验证 135
4.3.1 仿真分析 135
4.3.2 实验分析 137
4.4 表面形貌对轴承振动响应的影响 141
4.4.1 表面波纹度对轴承振动响应的影响 141
4.4.2 表面粗糙度对轴承振动响应的影响 144
参考文献 146
第5章 滚动轴承保持架动力学分析 147
5.1 引言 147
5.2 保持架打滑分析 147
5.2.1 转速的影响 148
5.2.2 径向载荷的影响 150
5.2.3 径向间隙的影响 151
5.2.4 保持架打滑对故障特征频率的影响 152
5.3 保持架稳定性分析 165
5.3.1 增大及维持保持架涡动半径的载荷 167
5.3.2 驱动保持架质心进行涡动的载荷 171
5.3.3 维持恒定涡动速度的载荷 173
参考文献 174
第6章 双半内圈球轴承三点异常接触及滑动分析 176
6.1 引言 176
6.2 双半内圈球轴承异常接触条件分析 176
6.2.1 几何条件分析 176
6.2.2 受载工况下异常接触仿真 181
6.2.3 受载工况下异常接触实验 183
6.2.4 结构参数对轴承异常接触的影响 188
6.3 双半内圈球轴承接触椭圆内滑动分析 192
6.3.1 接触区域滑动分析 192
6.3.2 异常接触状态滑动分析 195
6.3.3 高速工况的滑动分析 197
参考文献 199
第7章 滚动轴承--转子系统耦合建模方法 200
7.1 引言 200
7.2 滚动轴承动力学模型与转子有限元耦合建模 201
7.2.1 滚动轴承--刚性转子系统动力学模型 201
7.2.2 转子有限元建模及其与滚动轴承动力学模型耦合 206
7.2.3 实验验证 209
7.3 滚动轴承动力学模型与转子刚体单元耦合建模 215
7.3.1 转子动力学建模的刚体单元法 215
7.3.2 滚动轴承--转子系统动力学耦合模型 223
7.3.3 实验验证 224
参考文献 229
附录 A 坐标系变换 232