季晔，张旦闻

（洛阳理工学院，河南 洛阳 471000）

对于圆柱滚子轴承和圆锥滚子轴承，套圈和滚子载荷的分布对轴承质量有明显影响，其中最大滚子载荷直接决定轴承的疲劳寿命。对于机械零件，最大切应力并非发生在表面层，而是在次表面层，如果这个区域存在较大的非金属夹杂物和粗大碳化物，容易出现微裂纹并极易发生扩展，从而造成剥落，导致零件失效［1-2］。因此，研究滚动体接触区的应变和应力分布及其运转过程中的变化规律很有意义。

利用一种光学非接触测量方法——数字散斑相关方法（Digital Speckle Correlation Method，DSCM）对滚子的静态接触力分布进行测量，并设计了一套通用检测装置，可以对滚子接触力的分布趋势进行分析，以指导滚子的设计、修形，并评价滚子加工质量。

1 DSCM检测原理

DSCM的基本原理是利用一套光学检测系统采集物体变形前、后图像上的散斑灰度特征，利用计算机及相关算法建立起变形前、后图像的对应关系，根据对应关系寻找变形前、后图像上的对应点，获得其位移值［3-4］。变形前图像称为源图像或参考图像，变形后图像称为目标图像［5］，如图1所示。

图1 散斑变形原理图Fig.1 Schematic diagram of speckle deformation

2 滚子接触力检测系统

2.1 滚子定位夹具设计

检测过程中需要对滚子进行合理、严格的定位，保证滚子在检测过程中不发生失稳，且保证检测结果有较高的重复性，因此需要考虑如下因素：

1）夹具定位的合理性。为获得清晰的散斑图像，检测过程对光源的要求较为苛刻，直接采用滚子轴承作为检测对象将无法获得变形区散斑图像，而滚子又要与真实的静态接触状态一致，至少检测区要能反映接触力分布情况。……