陶瓷滚动轴承的阻尼弹簧谐振子模型及其损耗特性研究

陈义洁; 徐国倩; 姚凯文; 朱华; 徐昌佑; 陈明行; 赵慧; 张国梁; 李振铭

doi:10.13957/j.cnki.tcxb.2025.06.013

陶瓷学报 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (06) : 1233 -1242. DOI: 10.13957/j.cnki.tcxb.2025.06.013

陶瓷滚动轴承的阻尼弹簧谐振子模型及其损耗特性研究

陈义洁, 徐国倩, 姚凯文, 朱华, 徐昌佑, 陈明行, 赵慧, 张国梁, 李振铭

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摘要

陶瓷滚动轴承的塑性形变对其使用寿命及运动精度具有重要影响。鉴于此，本文针对陶瓷材料的受力特性，提出了一种具有损耗特性的弹簧谐振子阻尼振动模型，对陶瓷滚动轴承进行建模与虚拟仿真分析。通过弹簧谐振子模型构建了四面体陶瓷材料，引入体弹簧对模型提供体积力，利用弹簧的形变模拟陶瓷材料的受力形变过程。此外，结合损耗模型模拟陶瓷轴承在实际工况下的损耗行为。陶瓷轴承模型基于Chai3D构建，采用C++编写其弹簧谐振子阻尼振动虚拟仿真程序，确保模型能够准确表征陶瓷材料在不同载荷下的内力变化规律及承压极限特性。通过设计定点拉伸、挤压等实验，验证了模型的可靠性。实验结果表明，该模型能够有效模拟陶瓷材料的物理特性。本研究不仅为陶瓷滚动轴承的设计与优化提供了新方法，也为陶瓷材料在精密机械领域的应用奠定了理论基础。