潤滑可靠性建模理論及應用 陶友瑞，裴佳星，吳淼杰，段書用 新工科 潤滑 建模
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- 作者：陶友瑞，裴佳星，吳淼杰，段書用
- 出版時間：2025/9/1
- ISBN：9787111788188
- 出 版 社：機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TH117.2
- 頁碼：
- 紙張：膠版紙
- 版次：
- 開本：16開
潤滑可靠性分析方法是以機械傳動部件潤滑為研究對象，在經典彈流潤滑理論的基礎上進一步結合隨機過程、可靠性理論等形成的一個新興的交叉理論方法�？紤]到機械傳動中源于材料參數(shù)、幾何參數(shù)、轉速和載荷等方面的不確定性，運用潤滑可靠性分析方法，能夠有效解決不確定性因素作用下傳動部件的潤滑狀態(tài)難以用確定值或函數(shù)描述的問題。為此，本書首先討論當前彈流潤滑研究、齒輪和軸承的不確定性研究與可靠性研究的發(fā)展現(xiàn)狀，然后系統(tǒng)梳理和闡述了經典潤滑理論，構建了混合彈流潤滑理論和潤滑可靠性建模理論，最后詳細地介紹了潤滑可靠性建模理論在齒輪和軸承不確定性潤滑問題中的 應用�！ ”緯梢宰鳛楣こ虣C械、車輛、航空航天等領域從事彈流潤滑計算分析及其工程應用的科研人員，以及高等院校相關專業(yè)的高年級本科生和研究生的參考用書。
潤滑可靠性分析方法是以機械傳動部件潤滑為研究對象，在經典彈流潤滑理論的基礎上進一步結合隨機過程、可靠性理論等形成的一個新興的交叉理論方法。
由于自身參數(shù)和外部激勵的隨機性，齒輪和軸承的潤滑狀態(tài)和特性具有不確定性。目前，大多數(shù)潤滑理論都是以確定性分析方法為基礎的，無法量化齒輪和軸承服役過程中不確定性對潤滑性能的影響，限制了潤滑理論在工程實際問題中的應用。作者將可靠性理論融入潤滑分析中，致力于解決不確定性因素作用下的潤滑分析難題，提出潤滑可靠性建模理論，并將該理論應用在齒輪和軸承潤滑問題中。本書匯集了作者多年在潤滑可靠性領域的研究成果�！ 」こ讨械臐櫥瑔栴}復雜多樣，本書以線接觸齒輪和軸承為例，建立了潤滑可靠性分析理論和方法，開發(fā)了計算程序，涉及非牛頓流體、非高斯摩擦表面、自身參數(shù)不確定性、外部載荷不確定性和轉速不確定性等多個方面的潤滑可靠性問題�！ ”緯稚舷聝善簼櫥煽啃曰A理論和潤滑可靠性應用。上篇（第2章至第3章）是理論基礎，下篇（第4章至第7章）是潤滑可靠性基礎理論在齒輪和軸承傳動中的具體應用�！ 〉�1章緒論：主要探討潤滑可靠性建模理論的背景和研究意義，指出不確定性因素作用下潤滑分析的關鍵科學問題和技術難點，綜述目前的研究現(xiàn)狀�！ 〉�2章混合彈流潤滑基礎理論：主要介紹經典平均流量理論、適用于非牛頓流體的平均流量模型、非牛頓流體混合彈流潤滑、非高斯表面混合彈流潤滑等內容，幫助讀者掌握必要的混合彈流潤滑基礎建模理論。 第3章潤滑可靠性建模理論：主要介紹潤滑可靠性建模中涉及的可靠性理論、可靠性分析方法、潤滑可靠性的定義，以及齒輪和軸承的潤滑可靠性模型等內容�！ 〉�4章考慮參數(shù)不確定性的齒輪潤滑可靠性分析：齒輪自身參數(shù)不確定性主要體現(xiàn)在材料物理參數(shù)和結構幾何參數(shù)，介紹考慮齒輪自身參數(shù)不確定性的潤滑可靠性問題�！ 〉�5章考慮外部載荷不確定性的齒輪潤滑可靠性分析：齒輪系統(tǒng)在某些應用場合受到的外部載荷具有隨機性，介紹齒輪副在隨機載荷作用下的潤滑可靠性問題，屬于齒輪動態(tài)可靠性問題�！ 〉�6章載荷和轉速不確定情況下軸承潤滑可靠性分析：在實際服役條件下，軸承的載荷和轉速通常是隨時間隨機變化的，這使軸承潤滑特性不確定性增強，本章介紹載荷和轉速不確定情況下軸承潤滑可靠性問題�！ 〉�7章工程實際中的軸承潤滑可靠性問題：在工程實際中，理論分析難以獲取傳動部件摩擦副潤滑分析中所需的全部信息，本章介紹服役狀態(tài)下軸承潤滑性能及可靠性分析方法，為解決工程實際中的軸承潤滑可靠性問題提供參考范例�！ ”緯峁┧蠱ATLAB程序的源代碼，初衷是幫助讀者快速理解和掌握潤滑基礎理論，并能夠很方便地改編齒輪和軸承潤滑程序以解決實際問題，這將為讀者的學習、工作和研究提供很大的便利。 本書由陶友瑞設計框架，并與裴佳星、吳淼杰共同提出潤滑可靠性基本理論；第2章部分內容、第3章、第4章和第5章由裴佳星負責撰寫；第1章、第2章部分內容、第6章和第7章由吳淼杰負責撰寫；全書由段書用統(tǒng)稿和審校，并撰寫了內容簡介和前言�！ ”緯某霭娴玫搅藝易匀豢茖W基金面上項目（51675173，52075146）、國家重點研發(fā)計劃項目（2017YFB1301300）、國家自然科學基金聯(lián)合基金集成項目（U23A6017）、中央引導地方科技發(fā)展資金項目（236Z4304G）等資助，一并感謝！ 限于作者水平，書中難免存在不足甚至錯誤之處，敬請讀者批評和指正，作者的郵箱為taoyourui@hebut.edu.cn�！ √沼讶稹 �2025年4月于天津
高等院校教師
前言第1章 緒論 1 1.1 背景和研究意義 1 1.2 關鍵科學問題與技術難點 2 1.3 研究現(xiàn)狀 3 1.3.1 彈流潤滑研究 3 1.3.2 考慮不確定性的齒輪和軸承性能研究 6 1.3.3 齒輪和軸承可靠性研究 8 1.4 本書主要內容 10上篇 潤滑可靠性基礎理論第2章 混合彈流潤滑基礎理論 15 2.1 引言 15 2.2 經典平均流量理論 15 2.2.1 經典平均流量模型 16 2.2.2 經典平均流量系數(shù) 19 2.3 適用于非牛頓流體的平均流量理論 21 2.3.1 非牛頓流量系數(shù) 22 2.3.2 非牛頓平均流量模型求解 31 2.3.3 流變參數(shù)及粗糙度對流量系數(shù)的影響 36 2.3.4 流量系數(shù)公式 42 2.3.5 計算程序 45 2.4 非牛頓流體混合彈流潤滑分析 51 2.4.1 混合彈流脂潤滑的隨機模型 51 2.4.2 控制方程數(shù)值求解 54 2.4.3 混合彈流脂潤滑特性分析 61 2.4.4 混合彈流脂潤滑狀態(tài)預測公式 66 2.4.5 計算程序 74 2.5 非高斯表面混合彈流潤滑分析 81 2.5.1 非高斯表面線接觸混合潤滑基本方程 81 2.5.2 無量綱化與離散化 87 2.5.3 控制方程數(shù)值求解 91 2.5.4 非高斯表面線接觸混合潤滑特性 93 2.5.5 非高斯表面線接觸最小膜厚公式 101 2.5.6 計算程序 105 2.6 小結 125第3章 潤滑可靠性建模理論 126 3.1 引言 126 3.2 可靠性基礎及分析方法 126 3.2.1 可靠性基礎 127 3.2.2 常用的可靠性分析方法 129 3.3 時變可靠性理論 132 3.3.1 時變可靠性理論基礎 133 3.3.2 常用時變可靠性分析方法 137 3.4 潤滑狀態(tài)與膜厚比 140 3.5 潤滑可靠性模型 141 3.6 小結 144下篇 潤滑可靠性應用第4章 考慮參數(shù)不確定性的齒輪潤滑可靠性分析 146 4.1 引言 146 4.2 齒輪潤滑最小膜厚計算 146 4.2.1 齒輪動力學分析 147 4.2.2 齒輪幾何及運動學分析 152 4.2.3 齒輪潤滑最小膜厚 154 4.3 齒輪動力響應統(tǒng)計特征及潤滑可靠性分析 154 4.3.1 齒輪潤滑靜態(tài)可靠性求解 154 4.3.2 齒輪系統(tǒng)動力響應統(tǒng)計特征 155 4.3.3 齒輪系統(tǒng)潤滑可靠性分析 161 4.4 齒輪表面粗糙度及潤滑可靠性退化規(guī)律 164 4.4.1 試驗臺設計 164 4.4.2 齒面粗糙度測量 165 4.4.3 齒輪潤滑可靠性演化規(guī)律 169 4.5 計算程序 169 4.6 小結 176第5章 考慮外部載荷不確定性的齒輪潤滑可靠性分析 178 5.1 引言 178 5.2 齒輪隨機動力學模型 178 5.2.1 隨機載荷建模 178 5.2.2 齒輪隨機動力學方程 179 5.2.3 齒輪動態(tài)嚙合力 182 5.3 齒輪動力響應及潤滑瞬時可靠性分析 183 5.3.1 齒輪潤滑瞬時可靠度求解 184 5.3.2 隨機外部載荷下齒輪動力響應的數(shù)字特征 184 5.3.3 齒輪潤滑瞬時可靠性分析 186 5.4 計算程序 192 5.5 小結 199第6章 載荷和轉速不確定情況下軸承潤滑可靠性分析 200 6.1 引言 200 6.2 主軸承載荷及潤滑可靠性建模理論 201 6.2.1 風機主軸承配置 201 6.2.2 三點支撐式主軸承外部載荷分析 202 6.2.3 主軸承滾子載荷分析 203 6.2.4 主軸承運動學分析 208 6.2.5 主軸承潤滑可靠性模型 208 6.3 風機主軸承隨機工況模擬 209 6.3.1 隨機風場生成 210 6.3.2 氣動彈性模擬 212 6.4 隨機載荷和轉速下主軸承潤滑可靠性分析 215 6.4.1 主軸承潤滑可靠性 216 6.4.2 平均風速的影響 218 6.4.3 湍流強度的影響 219 6.4.4 潤滑失效概率公式 221 6.5 計算程序 223 6.6 小結 227第7章 工程實際中的軸承潤滑可靠性問題 228 7.1 引言 228 7.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)集構建 228 7.2.1 SCADA監(jiān)測系統(tǒng) 229 7.2.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)集 229 7.3 實測工況模擬 230 7.3.1 實測風場復現(xiàn)模擬 231 7.3.2 風機運行狀態(tài)復現(xiàn)模擬 231 7.3.3 復現(xiàn)模擬準確性驗證 233 7.4 實測工況下主軸承工作狀態(tài)分析 234 7.4.1 直驅式風機主軸承外部載荷分析 234 7.4.2 主軸承滾子載荷與運動學分析 236 7.5 實測工況下軸承潤滑可靠性分析 240 7.5.1 前主軸承潤滑可靠性 242 7.5.2 后主軸承潤滑可靠性 245 7.5.3 主軸承潤滑脂選型 247 7.6 軸承潤滑可靠性試驗 248 7.6.1 軸承等效縮比與工況選取 248 7.6.2 軸承磨損試驗 251 7.6.3 軸承磨損程度與潤滑可靠性 252 7.7 計算程序 256 7.7.1 主軸承外部載荷分析程序 256 7.7.2 前主軸承潤滑失效概率求解程序 257 7.7.3 后主軸承潤滑失效概率求解程序 261 7.8 小結 265參考文獻 267
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