孙玉凤，刘兴亚，张明

（1.黄河交通学院 汽车工程学院，河南 焦作 454950；2.郑州信息科技职业学院 机械工程学院，郑州 450000；3.河南理工大学 机械工程学院，河南 焦作 454224）

在以滚动轴承作为旋转部件的机械设备中，由于轴承损坏导致机械无法正常工作的比例占30%以上[1]。调心滚子轴承是机械传动中重要的组成部件，可保证设备的安全高效运行[2-5]。国内许多学者对调心滚子轴承开展了性能研究，但对其疲劳寿命的研究相对滞后，只在航天器用调心滚子轴承疲劳寿命研究上有较为突出的成就[6-7]。目前，关于调心滚子轴承疲劳寿命仿真的研究多借助MSC.Fatigue，ANSYS等仿真软件。文献[8]通过应用GAP单元对风机调心滚子轴承进行建模，分析了其在极限工况下的变形情况。文献[9]对风电偏航轴承进行了仿真研究，分析了轴承的应力分布特点，研究了滚道硬化对轴承应力分布的影响，提出了提高轴承使用寿命的方法。现对调心滚子轴承的接触应力与疲劳寿命进行研究，分析其影响因素，以期为风机主轴轴承的设计与制造提供参考。

1 接触应力有限元分析

1.1 建模

调心滚子轴承型号为24092CAE4，套圈材料为GCr15SiMn轴承钢，其性能参数见表1。

表1 GCr15SiMn材料性能参数Tab.1 Performance parameters of material GCr15SiMn

利用ANSYS软件建模，选用六面体单元对其进行网格划分（图1）。为了保证网格密度，设置网格尺寸为5 mm，将模型划分为76 421个单元。其中，2列滚子划分为21 740个单元，内圈划分为24 626个单元，外圈划分为29 565个单元。

轴承有2列共28个滚子，共56个接触对，选取套圈滚道为接触面，滚子表面为目标面，利用接触向导创建接触对。……