润滑可靠性建模理论及应用
定价：￥69.00
作者： 陶友瑞，裴佳星，吴淼杰，段书用
出版时间：2025-09-04
出版社：机械工业出版社
- 机械工业出版社
- 9787111788188
- 1-1
- 561696
- 平装
- 2025-09-04
- 350
内容简介
润滑可靠性分析方法是以机械传动部件润滑为研究对象，在经典弹流润滑理论的基础上进一步结合随机过程、可靠性理论等形成的一个新兴的交叉理论方法。考虑到机械传动中源于材料参数、几何参数、转速和载荷等方面的不确定性，运用润滑可靠性分析方法，能够有效解决不确定性因素作用下传动部件的润滑状态难以用确定值或函数描述的问题。为此，本书首先讨论当前弹流润滑研究、齿轮和轴承的不确定性研究与可靠性研究的发展现状，然后系统梳理和阐述了经典润滑理论，构建了混合弹流润滑理论和润滑可靠性建模理论，最后详细地介绍了润滑可靠性建模理论在齿轮和轴承不确定性润滑问题中的 应用。
本书可以作为工程机械、车辆、航空航天等领域从事弹流润滑计算分析及其工程应用的科研人员，以及高等院校相关专业的高年级本科生和研究生的参考用书。
本书可以作为工程机械、车辆、航空航天等领域从事弹流润滑计算分析及其工程应用的科研人员，以及高等院校相关专业的高年级本科生和研究生的参考用书。
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 背景和研究意义 1
1.2 关键科学问题与技术难点 2
1.3 研究现状 3
1.3.1 弹流润滑研究 3
1.3.2 考虑不确定性的齿轮和轴承性能研究 6
1.3.3 齿轮和轴承可靠性研究 8
1.4 本书主要内容 10
上篇 润滑可靠性基础理论
第2章 混合弹流润滑基础理论 15
2.1 引言 15
2.2 经典平均流量理论 15
2.2.1 经典平均流量模型 16
2.2.2 经典平均流量系数 19
2.3 适用于非牛顿流体的平均流量理论 21
2.3.1 非牛顿流量系数 22
2.3.2 非牛顿平均流量模型求解 31
2.3.3 流变参数及粗糙度对流量系数的影响 36
2.3.4 流量系数公式 42
2.3.5 计算程序 45
2.4 非牛顿流体混合弹流润滑分析 51
2.4.1 混合弹流脂润滑的随机模型 51
2.4.2 控制方程数值求解 54
2.4.3 混合弹流脂润滑特性分析 61
2.4.4 混合弹流脂润滑状态预测公式 66
2.4.5 计算程序 74
2.5 非高斯表面混合弹流润滑分析 81
2.5.1 非高斯表面线接触混合润滑基本方程 81
2.5.2 无量纲化与离散化 87
2.5.3 控制方程数值求解 91
2.5.4 非高斯表面线接触混合润滑特性 93
2.5.5 非高斯表面线接触最小膜厚公式 101
2.5.6 计算程序 105
2.6 小结 125
第3章 润滑可靠性建模理论 126
3.1 引言 126
3.2 可靠性基础及分析方法 126
3.2.1 可靠性基础 127
3.2.2 常用的可靠性分析方法 129
3.3 时变可靠性理论 132
3.3.1 时变可靠性理论基础 133
3.3.2 常用时变可靠性分析方法 137
3.4 润滑状态与膜厚比 140
3.5 润滑可靠性模型 141
3.6 小结 144
下篇 润滑可靠性应用
第4章 考虑参数不确定性的齿轮润滑可靠性分析 146
4.1 引言 146
4.2 齿轮润滑最小膜厚计算 146
4.2.1 齿轮动力学分析 147
4.2.2 齿轮几何及运动学分析 152
4.2.3 齿轮润滑最小膜厚 154
4.3 齿轮动力响应统计特征及润滑可靠性分析 154
4.3.1 齿轮润滑静态可靠性求解 154
4.3.2 齿轮系统动力响应统计特征 155
4.3.3 齿轮系统润滑可靠性分析 161
4.4 齿轮表面粗糙度及润滑可靠性退化规律 164
4.4.1 试验台设计 164
4.4.2 齿面粗糙度测量 165
4.4.3 齿轮润滑可靠性演化规律 169
4.5 计算程序 169
4.6 小结 176
第5章 考虑外部载荷不确定性的齿轮润滑可靠性分析 178
5.1 引言 178
5.2 齿轮随机动力学模型 178
5.2.1 随机载荷建模 178
5.2.2 齿轮随机动力学方程 179
5.2.3 齿轮动态啮合力 182
5.3 齿轮动力响应及润滑瞬时可靠性分析 183
5.3.1 齿轮润滑瞬时可靠度求解 184
5.3.2 随机外部载荷下齿轮动力响应的数字特征 184
5.3.3 齿轮润滑瞬时可靠性分析 186
5.4 计算程序 192
5.5 小结 199
第6章 载荷和转速不确定情况下轴承润滑可靠性分析 200
6.1 引言 200
6.2 主轴承载荷及润滑可靠性建模理论 201
6.2.1 风机主轴承配置 201
6.2.2 三点支撑式主轴承外部载荷分析 202
6.2.3 主轴承滚子载荷分析 203
6.2.4 主轴承运动学分析 208
6.2.5 主轴承润滑可靠性模型 208
6.3 风机主轴承随机工况模拟 209
6.3.1 随机风场生成 210
6.3.2 气动弹性模拟 212
6.4 随机载荷和转速下主轴承润滑可靠性分析 215
6.4.1 主轴承润滑可靠性 216
6.4.2 平均风速的影响 218
6.4.3 湍流强度的影响 219
6.4.4 润滑失效概率公式 221
6.5 计算程序 223
6.6 小结 227
第7章 工程实际中的轴承润滑可靠性问题 228
7.1 引言 228
7.2 监测数据集构建 228
7.2.1 SCADA监测系统 229
7.2.2 监测数据集 229
7.3 实测工况模拟 230
7.3.1 实测风场复现模拟 231
7.3.2 风机运行状态复现模拟 231
7.3.3 复现模拟准确性验证 233
7.4 实测工况下主轴承工作状态分析 234
7.4.1 直驱式风机主轴承外部载荷分析 234
7.4.2 主轴承滚子载荷与运动学分析 236
7.5 实测工况下轴承润滑可靠性分析 240
7.5.1 前主轴承润滑可靠性 242
7.5.2 后主轴承润滑可靠性 245
7.5.3 主轴承润滑脂选型 247
7.6 轴承润滑可靠性试验 248
7.6.1 轴承等效缩比与工况选取 248
7.6.2 轴承磨损试验 251
7.6.3 轴承磨损程度与润滑可靠性 252
7.7 计算程序 256
7.7.1 主轴承外部载荷分析程序 256
7.7.2 前主轴承润滑失效概率求解程序 257
7.7.3 后主轴承润滑失效概率求解程序 261
7.8 小结 265
参考文献 267
第1章 绪论 1
1.1 背景和研究意义 1
1.2 关键科学问题与技术难点 2
1.3 研究现状 3
1.3.1 弹流润滑研究 3
1.3.2 考虑不确定性的齿轮和轴承性能研究 6
1.3.3 齿轮和轴承可靠性研究 8
1.4 本书主要内容 10
上篇 润滑可靠性基础理论
第2章 混合弹流润滑基础理论 15
2.1 引言 15
2.2 经典平均流量理论 15
2.2.1 经典平均流量模型 16
2.2.2 经典平均流量系数 19
2.3 适用于非牛顿流体的平均流量理论 21
2.3.1 非牛顿流量系数 22
2.3.2 非牛顿平均流量模型求解 31
2.3.3 流变参数及粗糙度对流量系数的影响 36
2.3.4 流量系数公式 42
2.3.5 计算程序 45
2.4 非牛顿流体混合弹流润滑分析 51
2.4.1 混合弹流脂润滑的随机模型 51
2.4.2 控制方程数值求解 54
2.4.3 混合弹流脂润滑特性分析 61
2.4.4 混合弹流脂润滑状态预测公式 66
2.4.5 计算程序 74
2.5 非高斯表面混合弹流润滑分析 81
2.5.1 非高斯表面线接触混合润滑基本方程 81
2.5.2 无量纲化与离散化 87
2.5.3 控制方程数值求解 91
2.5.4 非高斯表面线接触混合润滑特性 93
2.5.5 非高斯表面线接触最小膜厚公式 101
2.5.6 计算程序 105
2.6 小结 125
第3章 润滑可靠性建模理论 126
3.1 引言 126
3.2 可靠性基础及分析方法 126
3.2.1 可靠性基础 127
3.2.2 常用的可靠性分析方法 129
3.3 时变可靠性理论 132
3.3.1 时变可靠性理论基础 133
3.3.2 常用时变可靠性分析方法 137
3.4 润滑状态与膜厚比 140
3.5 润滑可靠性模型 141
3.6 小结 144
下篇 润滑可靠性应用
第4章 考虑参数不确定性的齿轮润滑可靠性分析 146
4.1 引言 146
4.2 齿轮润滑最小膜厚计算 146
4.2.1 齿轮动力学分析 147
4.2.2 齿轮几何及运动学分析 152
4.2.3 齿轮润滑最小膜厚 154
4.3 齿轮动力响应统计特征及润滑可靠性分析 154
4.3.1 齿轮润滑静态可靠性求解 154
4.3.2 齿轮系统动力响应统计特征 155
4.3.3 齿轮系统润滑可靠性分析 161
4.4 齿轮表面粗糙度及润滑可靠性退化规律 164
4.4.1 试验台设计 164
4.4.2 齿面粗糙度测量 165
4.4.3 齿轮润滑可靠性演化规律 169
4.5 计算程序 169
4.6 小结 176
第5章 考虑外部载荷不确定性的齿轮润滑可靠性分析 178
5.1 引言 178
5.2 齿轮随机动力学模型 178
5.2.1 随机载荷建模 178
5.2.2 齿轮随机动力学方程 179
5.2.3 齿轮动态啮合力 182
5.3 齿轮动力响应及润滑瞬时可靠性分析 183
5.3.1 齿轮润滑瞬时可靠度求解 184
5.3.2 随机外部载荷下齿轮动力响应的数字特征 184
5.3.3 齿轮润滑瞬时可靠性分析 186
5.4 计算程序 192
5.5 小结 199
第6章 载荷和转速不确定情况下轴承润滑可靠性分析 200
6.1 引言 200
6.2 主轴承载荷及润滑可靠性建模理论 201
6.2.1 风机主轴承配置 201
6.2.2 三点支撑式主轴承外部载荷分析 202
6.2.3 主轴承滚子载荷分析 203
6.2.4 主轴承运动学分析 208
6.2.5 主轴承润滑可靠性模型 208
6.3 风机主轴承随机工况模拟 209
6.3.1 随机风场生成 210
6.3.2 气动弹性模拟 212
6.4 随机载荷和转速下主轴承润滑可靠性分析 215
6.4.1 主轴承润滑可靠性 216
6.4.2 平均风速的影响 218
6.4.3 湍流强度的影响 219
6.4.4 润滑失效概率公式 221
6.5 计算程序 223
6.6 小结 227
第7章 工程实际中的轴承润滑可靠性问题 228
7.1 引言 228
7.2 监测数据集构建 228
7.2.1 SCADA监测系统 229
7.2.2 监测数据集 229
7.3 实测工况模拟 230
7.3.1 实测风场复现模拟 231
7.3.2 风机运行状态复现模拟 231
7.3.3 复现模拟准确性验证 233
7.4 实测工况下主轴承工作状态分析 234
7.4.1 直驱式风机主轴承外部载荷分析 234
7.4.2 主轴承滚子载荷与运动学分析 236
7.5 实测工况下轴承润滑可靠性分析 240
7.5.1 前主轴承润滑可靠性 242
7.5.2 后主轴承润滑可靠性 245
7.5.3 主轴承润滑脂选型 247
7.6 轴承润滑可靠性试验 248
7.6.1 轴承等效缩比与工况选取 248
7.6.2 轴承磨损试验 251
7.6.3 轴承磨损程度与润滑可靠性 252
7.7 计算程序 256
7.7.1 主轴承外部载荷分析程序 256
7.7.2 前主轴承润滑失效概率求解程序 257
7.7.3 后主轴承润滑失效概率求解程序 261
7.8 小结 265
参考文献 267
