油膜轴承衬套表面裂纹对应力强度因子的影响

作者：王颜辉; 郭强

来源：重型机械, 2023, (03): 26-30.

DOI：10.13551/j.cnki.zxjxqk.2023.03.004

• 轴承
• 衬套
• 裂纹
• 应力强度因子

衬套作为油膜轴承的主要承载件之一，由于其制造工艺原因，其表面裂纹缺陷容易发生在焊缝连接处。根据断裂力学原理，零件的失效为裂纹处应力集中裂纹扩展导致。针对衬套零件的外圆焊缝处的表面裂纹进行建模，通过有限元分析方法模拟研究衬套外圆表面裂纹在受载状态下，三种不同类型裂纹的应力强度因子。其中裂纹类型定义为椭圆形裂纹，裂纹长轴(裂纹长度)定义为50 mm,裂纹短轴(裂纹深度)定义为20 mm。Ⅰ型裂纹(张开型裂纹)应力强度因子SIFS(K1)最大为72.3 MPa·mm0.5;Ⅱ型裂纹(滑开型裂纹)应力强度因子SIFS(K2)最大为0.7 MPa·mm0.5;Ⅲ型裂纹(撕开型裂纹)应力强度因子SIFS(K3)最大为0.11 MPa·mm0.5。通过有限元模拟可知，衬套表面裂纹中Ⅰ型裂纹的应力强度因子占据主导地位。通过将衬套表面裂纹参数化，模拟计算可知衬套表面椭圆形裂纹参数变化时对Ⅰ型裂纹应力强度因子的影响规律。该规律为衬套表面裂纹对其性能的影响提供了科学精确的定量判断。

• 单位
  山西能源学院