機械幾大強度定律與滾動軸承失效的關聯(lián)性

軸承屬于機械零部件之一，遵循著機械相關的強度定律，今天我們一起來看看機械學中的幾個常見強度定律。并聊一聊這些定律與軸承失效的相關性。

1、胡克定律胡克定律，是力學彈性理論中的基本定律。固體材料受力之后，材料中的應力與應變（單位變形量）之間成線性關系。滿足胡克定律的材料稱為線彈性或胡克型材料?！獊碜园俣劝倏?/p>

胡克定律可以簡單描述為應力與應變的正比關系，比例系數(shù)就是彈性模量，也被稱為楊氏模量。這個系數(shù)反映了材料的彈性性質(zhì)，即材料在受力作用下的形變能力。它的大小取決于材料本身的物理屬性，比如密度、彈性等。胡克定律關系只在一定的范圍內(nèi)成立。當應力超過材料的極限強度時，材料將不再能夠保持其原有的彈性，而是會發(fā)生永久性的形變，甚至斷裂。舉例：軸承的沖擊載荷造成的失效，異物壓痕，軸承的微振腐蝕等，就是材料的永久變形。

圖1偽壓痕2、應力集中定律應力集中是指應力在物體內(nèi)部的某一點或某一區(qū)域集中到非常高的程度。應力集中的原理是由于物體內(nèi)部存在著不規(guī)則的幾何形狀或者是物體表面存在缺陷，導致應力場分布不均勻，從而引起局部應力的增加。這種情況下，局部應力將會超過材料的抗拉強度或抗壓強度限制，從而導致材料破壞。為了解決應力集中對結(jié)構(gòu)的影響，我可以采取一些措施來改善結(jié)構(gòu)的幾何形狀或消除缺陷，從而降低應力集中的程度。例如：①表面強化：對材料表面作噴丸、滾壓、氮化等處理，可以提高材料表面的疲勞強度；②避免尖角：即把棱角改為過度圓角，適當增大過渡圓弧的半徑，效果更好；③改善零件外形；曲率半徑逐步變化的外形有利于降低應力集中系數(shù)，比較理想的辦法是，采用流線型型線或雙曲率型線；應力集中定律提醒我們注意結(jié)構(gòu)中可能存在的缺陷和不規(guī)則之處，并采取措施來降低應力集中的影響，從而提高結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性。舉例：圓錐滾子軸承因為其特殊的結(jié)構(gòu)設計，擋邊特別容易出現(xiàn)應力集中，所以在安裝過程中必須避免過大的力集中在擋邊上。

圖2過大沖擊力造成軸承擋邊破裂3、疲勞強度定律機械零件，如軸、齒輪、軸承、葉片、彈簧等，在工作過程中各點的應力隨時間作周期性的變化，這種隨時間作周期性變化的應力稱為交變應力（也稱循環(huán)應力）。在交變應力的作用下，雖然零件所承受的應力低于材料的屈服點，但經(jīng)過較長時間的工作后產(chǎn)生裂紋或突然發(fā)生完全斷裂的現(xiàn)象稱為金屬的疲勞。疲勞強度定律的核心是應力幅和循環(huán)次數(shù)的關系。當應力幅低于臨界值時，材料的疲勞壽命相對較長。一旦應力幅超過臨界值，疲勞壽命會急劇下降。這個臨界值被稱為“疲勞極限”，它是材料在交變載荷下能夠承受的最大應力幅。

除了應力幅和循環(huán)次數(shù)的關系，疲勞強度定律還涉及到許多其他因素，如材料的質(zhì)量、應力集中、表面光潔度以及潤滑條件等。為了更準確地預測材料的疲勞壽命，需要綜合考慮這些因素。

想一想我們的軸承壽命計算與哪些因素相關？是不是和上面提到的因素一致？所以滾動軸承的疲勞壽命主要受