張 珂，李青松

(上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院， 上海 201418)

軸承作為機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵性部件運(yùn)用于工程領(lǐng)域，其中滾動(dòng)軸承因具備摩擦系數(shù)小、精度高、互換性好、無需繁瑣供油潤(rùn)滑等系列優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用[1]。軸承作為機(jī)械設(shè)備高速運(yùn)轉(zhuǎn)的重要部件，其運(yùn)行狀況直接影響主要設(shè)備正常工作[2]。研究中表明：在高速回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中因軸承故障失效引起的設(shè)備損壞占機(jī)械故障損壞的30%，軸承失效磨損損壞已成為設(shè)備修理和主機(jī)損壞的主要問題[2-3]。因此，軸承壽命的可靠性備受關(guān)注。

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，在技術(shù)允許條件下可以對(duì)軸承的疲勞壽命和疲勞磨損進(jìn)行更為深入的研究。本文主要針對(duì)軸承壽命理論、疲勞壽命斷裂力學(xué)和損傷力學(xué)預(yù)測(cè)模型研究工作進(jìn)行綜述分析，并總結(jié)性地提出壽命分析研究新思路和未來軸承行業(yè)壽命分析發(fā)展趨向。

1 國(guó)內(nèi)外軸承壽命研究現(xiàn)狀

軸承運(yùn)轉(zhuǎn)過程出現(xiàn)的故障和損壞必然影響設(shè)備工作；軸承壽命概念可用于解釋軸承疲勞現(xiàn)象[4-5]。軸承的壽命與設(shè)備安全息息相關(guān)，如圖1所示。

國(guó)外機(jī)械技術(shù)人員對(duì)滾動(dòng)軸承疲勞壽命十分關(guān)注。當(dāng)軸承承載超負(fù)荷時(shí)，其疲勞壽命、可靠性將不再滿足設(shè)計(jì)要求，構(gòu)建分析模型是對(duì)軸承壽命分析較為有效的方法。1924年，J.V.帕姆格倫以假設(shè)軸承累積損傷與轉(zhuǎn)數(shù)n的線性關(guān)系為條件預(yù)估軸承壽命；1945年，M.A.邁因納總結(jié)性地提出軸承疲勞壽命線性損傷累積理論；Tong等[6]建立了一個(gè)新的數(shù)學(xué)模型，通過比較多個(gè)加載條件來系統(tǒng)地評(píng)價(jià)角錯(cuò)對(duì)齊對(duì)錐形滾子軸承疲勞壽命的影響；Simons等[7]闡述了影響軸承數(shù)量、潤(rùn)滑脂桶和故障與維修期間使用的工時(shí)數(shù)量之間有很強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系，并分析了旋轉(zhuǎn)軸錯(cuò)位對(duì)軸承壽命的影響；K?nig等[8]建立了的軸承壽命模型可確定混合動(dòng)力軸承的優(yōu)劣處并分析軸承壽命；Guillermo等[9]在高速、速度、負(fù)載和不利的環(huán)境下基于蠕變機(jī)制的新表面損傷積分來探索接觸中的溫度摩擦功能造成的損害，為實(shí)現(xiàn)疲勞壽命預(yù)測(cè)可行性；Warda等[10]考慮軸承徑向游隙和滾子輪廓并確定疲勞應(yīng)力分布的圓柱滾子軸承壽命分析方法來研究軸承疲勞壽命。

圖1 軸承壽命與機(jī)械設(shè)備關(guān)系框圖

國(guó)內(nèi)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對(duì)超高精、高速、低噪、高載、長(zhǎng)壽命、高可靠、高穩(wěn)定性的軸承需求激增[11]。性能優(yōu)異的軸承產(chǎn)品建立在成熟設(shè)計(jì)技術(shù)、高性能材料制造研發(fā)技術(shù)、良好的潤(rùn)滑技術(shù)、優(yōu)異的密封技術(shù)的基礎(chǔ)上[12]，研究人員即以此為基礎(chǔ)對(duì)軸承壽命進(jìn)行了大量的研究。鄭光澤等[13]通過修正齒輪參數(shù)、齒輪位置的合理布置在Masta軟件建立轉(zhuǎn)子系統(tǒng)仿真分析模型來有效延長(zhǎng)軸承壽命以及可靠性；Zhang等[14]提出了一種動(dòng)態(tài)磨損仿真模型來探討在不同預(yù)裝方法及磨損對(duì)軸承磨損壽命和預(yù)載量變化的基礎(chǔ)上來預(yù)測(cè)軸承壽命；宋宏智[15]提出基于物理和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的軸承剩余壽命預(yù)測(cè)方法，通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)軸承壽命預(yù)測(cè)；雷剛等[16]運(yùn)用有限元分析軸承套圈與不同竄輥量狀態(tài)下的偏載接觸狀態(tài)得到接觸應(yīng)力分布的偏載效應(yīng)規(guī)律，為軸承壽命分析提供依據(jù)；王國(guó)輝[17]利用ANSYS、ADAMS構(gòu)建軟件分析模型進(jìn)行仿真和壽命預(yù)測(cè)并提出一種靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)相結(jié)合的方法來分析重卡輪轂軸承力學(xué)模型及側(cè)向加速度的影響；Yin等[18]提出了一種基于有效數(shù)據(jù)集來對(duì)軸承性能評(píng)定的瓦瑟斯坦距離和累計(jì)總和的軸承健康評(píng)估新指標(biāo)來以此評(píng)估預(yù)測(cè)軸承剩余使用壽命；袁騰飛[19]從結(jié)構(gòu)、壽命出發(fā)在三代輪轂軸承基礎(chǔ)上考慮游隙和交變應(yīng)力并提出軸承結(jié)構(gòu)改進(jìn)方法來減小軸承受載不均以提高軸承壽命；Zhang等[20]基于最大估算法計(jì)算軸承實(shí)際值，利用曲線估計(jì)和灰色模型預(yù)測(cè)軸承壽命，并對(duì)兩種模型對(duì)比優(yōu)劣；蔣旭君[21]運(yùn)用軸承靜平衡方程提出實(shí)況下滾子、滾道接觸狀態(tài)載荷分布計(jì)算模型，分析游隙與滾子接觸載荷大小及分布對(duì)疲勞壽命的影響。

目前，軸承壽命問題研究的不足和趨勢(shì)為：

1) 基于傳統(tǒng)接觸探討理論計(jì)算接觸載荷、應(yīng)力、彈性趨勢(shì)等問題，理論計(jì)算往往大于實(shí)際值；

2) 基于有限元分析對(duì)軸承整體分析得應(yīng)力應(yīng)變結(jié)果并進(jìn)行壽命仿真，仿真合理性有待探討；

3) 應(yīng)力集中部位變形最大，會(huì)產(chǎn)生裂紋和磨損；如何預(yù)測(cè)裂紋拓展和磨損演化以提高軸承壽命值得關(guān)注；

4) 軸承壽命分析應(yīng)多元化，應(yīng)考慮軸承變形量、游隙、圓度誤差等因素對(duì)壽命的影響，多模型綜合對(duì)軸承壽命分析以提高壽命分析精度。

2 軸承壽命理論

2.1 壽命理論發(fā)展與運(yùn)用

20世紀(jì)30年代，Weibull壽命分布離散曲線提出[22-23]；40年代，Lundberg和Palmgren兩位學(xué)者提出載荷容量理論[24]；Stribeck[25]研究疲勞壽命問題，首次對(duì)赫茲接觸理論進(jìn)行研究并提出Lundberg-palmgren(L-P)壽命公式；20世紀(jì)70年代，F(xiàn)AG公司工程研究中心關(guān)于壽命修正問題提出量化壽命理論，結(jié)合L-P壽命理論及Miner疲勞損傷累積提出一種修正L-P壽命模型[26]；1984年，Ioannides等[27]提出Ioannides-Harrix(I-H)公式；Tallian[28]基于壽命影響因素于1996年提出Tallian(T)理論；周夕維等[29]基于L-P壽命計(jì)算模型對(duì)6008型球軸承滾動(dòng)體尺寸偏差、載荷及游隙等素對(duì)壽命影響進(jìn)行分析計(jì)算；Rumbarger[30]在I-H公式的基礎(chǔ)上振蕩滾動(dòng)軸承的動(dòng)態(tài)載荷容量、軸承疲勞壽命的計(jì)算進(jìn)行簡(jiǎn)化；Wu等[31]基于改進(jìn)的L-P疲勞壽命理論建立疲勞壽命模型來計(jì)算分析軸承的疲勞壽命受徑向負(fù)荷、旋轉(zhuǎn)速度、徑向間隙的影響；此外，一些研究人員[32-33]基于其他改進(jìn)修正的壽命理論對(duì)軸承進(jìn)行多因素壽命分析，其結(jié)果優(yōu)于傳統(tǒng)壽命理論。

2.2 壽命理論

1) L-P壽命理論[24,34]

軸承基本額定壽命L10滿足：

L10∞(1/P)ε

(1)

式中：ε軸承指數(shù)；P為當(dāng)量動(dòng)載荷。

P=XFr+YFa

(2)

式中：X、Y為徑向、軸向負(fù)荷系數(shù)；Fr、Fa為徑向、軸向負(fù)荷。多因素考慮下對(duì)額定壽命進(jìn)行修正，修正額定壽命式如下：

Lna=a1a2a3L10

(3)

式中：a1為可靠度修正系數(shù)；a2為承性能修正系數(shù)；a3為使用條件系數(shù)。

2) I-H 壽命理論[22,27]

I-H壽命理論基于L-P壽命理論提出： L-P簡(jiǎn)化載荷-壽命關(guān)系式為：

Lna=a1a23L10

(4)

式中：a1為可靠度修正系數(shù)；a23為I-H修正系數(shù)。

3) T壽命理論(數(shù)據(jù)擬合)[22,28]

根據(jù)概率系數(shù)來計(jì)算軸承壽命：

y=(L/L50)ξln2

(5)

lnln(1/S)=lny

(6)

式中：L為軸承壽命；L50為可靠度50%的壽命；S為使用概率；y為標(biāo)準(zhǔn)化壽命。ξ為威布爾斜率。

以ISO281標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的基本額定壽命y10作為基準(zhǔn)，則：

y10=(L/L50)ξln(10/9)

(7)

Tallian按照 Lundberg和Palmgren的理論提出最小安全(保證) 壽命Lmin計(jì)算公式，即可靠度為100%的使用壽命L0如下：

球軸承(ξ=10/9)：

Lmin=0.009 7L50=0.053L10

(8)

滾子軸承(ξ=9/8)：

Lmin=0.010 2L50=0.055L10

(9)

軸承最小安全壽命約為基本額定壽命的5%。

4) 量化壽命理論[22]

此理論由FAG公司提出：

Lna=a1a23fL10

(10)

式中：a1為可靠度修正系數(shù)；a23為修正系數(shù);f為運(yùn)轉(zhuǎn)條件系數(shù)。

5) 壽命理論適應(yīng)性的優(yōu)良對(duì)比

不同壽命理論下優(yōu)良適用性比較分析見表1。

表1 壽命理論分析比較

3 基于破壞力學(xué)軸承壽命分析模型

3.1 破壞力學(xué)研究現(xiàn)狀

Lorenz等[35]開發(fā)了一個(gè)連續(xù)損傷力學(xué)模型來研究表面粗糙度對(duì)不合格接觸體滾動(dòng)接觸疲勞壽命的影響；Pandey等[36]開發(fā)了基于應(yīng)變的不同應(yīng)變比下低周期疲勞的應(yīng)變連續(xù)體損傷模型，以考慮不同應(yīng)變比對(duì)疲勞故障的影響；徐志強(qiáng)等[37]根據(jù)斷裂力學(xué)理論對(duì)圓柱形鋁合金試件開環(huán)繞裂紋的進(jìn)行扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)推算出試件的Ⅲ型裂紋斷裂韌度并聯(lián)合有限元數(shù)值計(jì)算裂紋尖端附近的應(yīng)力場(chǎng)；唐嬌姣[38]將損傷力學(xué)與細(xì)觀力學(xué)模型相結(jié)合,建立了材料疲勞壽命預(yù)估的損傷力學(xué)—有限元解法對(duì)缺口件進(jìn)行疲勞壽命預(yù)估以及損傷分析計(jì)算；Cano等[39]建立了能夠準(zhǔn)確地推斷出各種合金壽命周期內(nèi)壓力、最小蠕變速率、應(yīng)變時(shí)間連續(xù)損傷力學(xué)(continuous damage mechanics,CDM)威爾希爾模型；其他研究人員[40-42]陸續(xù)將損傷力學(xué)聯(lián)合仿真軟件用于各種軸承工件的裂紋預(yù)測(cè)、損傷預(yù)測(cè)、壽命預(yù)測(cè)和疲勞壽命的不確定性評(píng)估。

破壞力學(xué)的3個(gè)發(fā)展主要階段：以強(qiáng)度為指標(biāo)的古典強(qiáng)度理論、以韌度為指標(biāo)的斷裂力學(xué)理論、以漸進(jìn)衰壞為指標(biāo)損傷力學(xué)理論[43-44]。傳統(tǒng)強(qiáng)度理論(圖2)認(rèn)定機(jī)械材料強(qiáng)度均勻連續(xù)。斷裂力學(xué)在韌度均勻假設(shè)基礎(chǔ)上認(rèn)為缺陷處不連續(xù)[44]。

圖2 傳統(tǒng)強(qiáng)度理論框圖

損傷力學(xué)認(rèn)為均勻和連續(xù)假設(shè)均不成立[43]。破壞力學(xué)問題分析如圖3所示，損傷力學(xué)在工況下分析材料從變形到最后材料破壞、損傷逐漸積累的整個(gè)過程；過程中導(dǎo)致不可逆的材料劣化衰壞、部件的材料性能將發(fā)生變化、變形會(huì)破壞工程材料的力學(xué)規(guī)律；斷裂力學(xué)分析裂紋擴(kuò)展的過程[43-45]。斷裂和損傷關(guān)系如圖4所示。

圖3 破壞力學(xué)分析問題框圖

圖4 斷裂力學(xué)與損傷力學(xué)關(guān)系框圖

3.2 斷裂力學(xué)軸承接觸疲勞壽命模型

何芝仙等[46]提出采用“等效直徑法”建立具有彈性曲軸裂紋有限元模型來研究具曲軸-軸承系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、摩擦學(xué)、斷裂力學(xué)耦合問題，并運(yùn)用插值法對(duì)耦合問題進(jìn)行解耦；潘琦[47]在滾動(dòng)體接觸面通過軸承模型建立裂紋來計(jì)算分析軸承的應(yīng)力和應(yīng)力強(qiáng)度因子等參數(shù)，探討表面裂紋對(duì)軸承整體性能的影響；一些研究人員[48-49]將斷裂力學(xué)引入軸承分析只停留在應(yīng)力強(qiáng)度因子、應(yīng)變分析之上，并未將裂紋拓展與疲勞壽命相結(jié)合，因而不能有效精準(zhǔn)地預(yù)測(cè)軸承壽命。

采用線彈性斷裂力學(xué)理論對(duì)軸承進(jìn)行疲勞裂紋擴(kuò)展研究，斷裂力學(xué)認(rèn)為裂紋源于軸承疲勞缺口根部位置[44-45]。從短裂紋出發(fā)考慮初始裂紋長(zhǎng)度：

x0=(ΔKth/FCEΔεe)2/π

(11)

式中：ΔKth裂紋門檻應(yīng)力強(qiáng)度因子，F(xiàn)為幾何因子，C為形狀修正因子，Δεe為疲勞應(yīng)變幅。

對(duì)于缺口根部先產(chǎn)生裂紋所形成的非擴(kuò)展裂紋的銳缺口的疲勞應(yīng)力集中系數(shù)Kf[43-45]為：

(12)

斷裂力學(xué)模型下的Kf考慮了缺口的尺寸效應(yīng)。對(duì)于缺口根部先不產(chǎn)生非擴(kuò)展裂紋的鈍缺口的疲勞應(yīng)力集中系數(shù)Kf為[43]：

(13)

等效應(yīng)力強(qiáng)度因子K可以表示裂紋端部的應(yīng)力強(qiáng)度：

(14)

在等效應(yīng)力強(qiáng)度因子的基礎(chǔ)上，根據(jù)修正Paris的Forman公式計(jì)算出疲勞壽命[43-45]：

da/dN=[C(K)n]/[(1-R)KC-K]

(15)

式中：a為裂紋尺寸；N為疲勞循環(huán)次數(shù)；C、n為試驗(yàn)測(cè)定材料系數(shù)，n=2～4。

若軸承承受恒定載荷：

(16)

Nf=N-N0

(17)

式中：x0為初始裂紋尺寸;af為臨界裂紋尺寸；當(dāng)x0為初始裂紋尺寸時(shí)N0=0；N為裂紋擴(kuò)展至臨界尺寸的循環(huán)次數(shù)；Nf為疲勞壽命。

據(jù)介紹，該國(guó)學(xué)博覽館是國(guó)內(nèi)首家純公益性國(guó)學(xué)博覽式文化傳播機(jī)構(gòu)。宏光集團(tuán)公司董事局主席張輝在開幕致辭中說，國(guó)學(xué)博覽館的使命就是為了傳承和弘揚(yáng)中華傳統(tǒng)文化，為中華民族的復(fù)興貢獻(xiàn)力量。張輝說：“現(xiàn)在我們的物質(zhì)生活已脫離貧困，而精神世界還需不斷豐富。讓我們?cè)跉v代先哲的圣德名言中知行合一。在傳承民族文化的道路上，國(guó)學(xué)博覽館愿與君共勉！”

3.3 損傷力學(xué)軸承接觸疲勞壽命模型

謝階棟[50]基于軸承接觸疲勞耦合損傷模型計(jì)算了不同工況下球軸承徑向載荷、潤(rùn)滑、缺陷、滾動(dòng)體數(shù)量、轉(zhuǎn)速對(duì)滾動(dòng)軸承壽命影響；陳躍良等[51]建立了軸承鋼材料試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛠碛?jì)算腐蝕坑位置、尺寸、腐蝕分布等參數(shù)，分析沖擊載荷下點(diǎn)蝕損傷對(duì)30CrMnSiNi2A鋼應(yīng)力集中的影響；楊夢(mèng)科等[52]運(yùn)用多體動(dòng)力學(xué)建立可預(yù)測(cè)軸承局部缺陷尺寸等參數(shù)的動(dòng)力學(xué)模型并研究缺陷參數(shù)對(duì)軸承振動(dòng)。壽命為軸承重要指標(biāo)，各類影響因素都可反饋至壽命[53]。一些研究人員[54-55]從各方角度切入，探討軸承損傷機(jī)理，忽略損傷演化過程，且不能將損傷演化與壽命聯(lián)系。從損傷演化機(jī)理入手，探討損傷演化過程演化與壽命的聯(lián)系，可以更好地分析預(yù)測(cè)軸承壽命。

軸承材料的損傷本構(gòu)關(guān)系與其在正常無損狀態(tài)下的本構(gòu)關(guān)系形式一致，其真實(shí)應(yīng)力由有效應(yīng)力代替[44-45]。則三維拉應(yīng)力下基于各項(xiàng)同性狀態(tài)假設(shè)的本構(gòu)方程[43]為：

σij=2μ(1-Dμ)εij+λ(1-Dλ)εkkδij

(18)

式中：σij為應(yīng)力張量；λ為材料的梅拉常數(shù)，μ：λ=Ev/(1+v)(1-2v)、μ=E/2(1+v)，其中v為泊松比、E為彈性模量；Dμ、Dλ為損傷變量(D∈(0，1))；εij、εkk為彈性應(yīng)變(ε)；δij為K-d函數(shù)。

滾動(dòng)軸承接觸疲勞是高周疲勞。Chaboche對(duì)高周疲勞狀態(tài)下提出損傷演化方程[44-45]：

dD/dN=[σ/B(1-D)]βf(D)

(19)

f(D)=[1-(1-D)1+β]α

(20)

(21)

式中：B、α、β可通過材料疲勞試驗(yàn)來測(cè)定；材料初始損傷為0，即D=0時(shí)，N=0；當(dāng)軸承材料疲勞損傷破壞,理論視作D=1；Nf為疲勞壽命。

3.4 損傷力學(xué)和斷裂力學(xué)聯(lián)合有限元對(duì)軸承疲勞壽命分析的新思考

3.4.1損傷力學(xué)和斷裂力學(xué)壽命評(píng)估分析探討

滾動(dòng)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)的疲勞剝落、裂紋萌生、擴(kuò)展是可預(yù)測(cè)和可定量分析的[45,56]。目前，所采用的疲勞壽命工程計(jì)算預(yù)估方法無法細(xì)致探究零件的疲勞損傷累積的過程，普通工程疲勞計(jì)算預(yù)測(cè)可靠性較低，且與實(shí)際偏差太大[3]。一些工程研究人員關(guān)于影響因素的研究單一片面，不能很好地將壽命影響因素的計(jì)算結(jié)果反饋至壽命并與壽命建立聯(lián)系。

從斷裂力學(xué)評(píng)估方法角度出發(fā)，可以有效提高軸承疲勞抗力特性[43-44]；從損傷力學(xué)角度出發(fā)，考慮疲勞剝落由萌生、擴(kuò)展至最后失效的全壽命周期，損傷力學(xué)的引入可研究微裂紋的演變，由宏觀裂紋形成至軸承完全破壞的裂紋整個(gè)過程，可以彌補(bǔ)微觀研究和斷裂力學(xué)研究的不足[44,45,52]。有限元分析能靈活處理和求解實(shí)際工程問題，但與實(shí)際偏差較大[17,22,40]。

基于損傷力學(xué)和斷裂力學(xué)雙角度聯(lián)合有限元分析結(jié)果的方法能夠?qū)⑤S承結(jié)構(gòu)應(yīng)力危險(xiǎn)部位計(jì)算的可靠度提高，三者之間優(yōu)缺點(diǎn)互補(bǔ)，說服力更高，軸承零件的疲勞損傷累積數(shù)值計(jì)算將更趨于真實(shí)；壽命評(píng)估結(jié)果精度也越高。滾動(dòng)軸承斷裂力學(xué)與損傷力學(xué)分析展望如圖5所示。

3.4.2一種壽命評(píng)估新思路的提出

基于滾動(dòng)軸承斷裂力學(xué)與損傷力學(xué)分析(圖5)，從斷裂力學(xué)和損傷力學(xué)雙視角出發(fā)，利用2種力學(xué)模型優(yōu)缺互補(bǔ)提出壽命評(píng)估的新思路，雙模型優(yōu)缺互補(bǔ)，雙角度評(píng)估壽命，并考慮不同軸承游隙、不同內(nèi)圈圓度誤差對(duì)疲勞壽命的影響、軸承變形與疲勞壽命的關(guān)系，說服力更強(qiáng)。軸承裂紋以及磨損性能的分析可以有效分析軸承疲勞性能，實(shí)現(xiàn)應(yīng)力-應(yīng)變場(chǎng)與裂紋拓展的聯(lián)系、軸承疲勞損傷與應(yīng)力-應(yīng)變場(chǎng)的計(jì)算耦合、多因素綜合評(píng)估軸承疲勞壽命，并聯(lián)合有限元計(jì)算、理論計(jì)算、結(jié)合試驗(yàn)佐證用以綜合評(píng)估軸承疲勞壽命。該思路的提出可較大地提高疲勞壽命預(yù)測(cè)精度，也可極大地反映軸承材料斷裂、損傷導(dǎo)致的軸承部件不可逆衰壞的過程。壽命評(píng)估新思路如圖6所示。

圖5 滾動(dòng)軸承斷裂力學(xué)與損傷力學(xué)聯(lián)合分析展望框圖

圖6 基于滾動(dòng)軸承斷裂力學(xué)與損傷力學(xué)疲勞壽命分析新思路框圖

4 結(jié)論與展望

從壽命與破壞力學(xué)角度出發(fā)，就軸承疲勞壽命計(jì)算預(yù)估過程以及基于斷裂力學(xué)和損傷力學(xué)計(jì)算模型在軸承壽命中的運(yùn)用進(jìn)行概述和分析：

1) 綜述了軸承疲勞壽命研究現(xiàn)狀與疲勞壽命理論、壽命計(jì)算公式；并對(duì)壽命理論的優(yōu)劣作比較分析，L-P理論是普遍適用，I-H壽命理論考慮因素眾多，與實(shí)際更為接近。

2) 對(duì)目前軸承壽命問題研究不足及發(fā)展趨勢(shì)作了探討：在傳統(tǒng)接觸探討理論計(jì)算接觸載荷、應(yīng)力、彈性趨勢(shì)等問題基礎(chǔ)上，可運(yùn)用基于有限元分析對(duì)軸承整體分析得應(yīng)力應(yīng)變結(jié)果并進(jìn)行壽命仿真，且結(jié)合應(yīng)力集中部位進(jìn)行裂紋擴(kuò)展和損傷演化分析相關(guān)的壽命預(yù)測(cè)。

3) 綜述了斷裂力學(xué)和損傷力學(xué)壽命計(jì)算模型，探討工程應(yīng)用中斷裂力學(xué)與損傷力學(xué)關(guān)系；對(duì)基于損傷力學(xué)和斷裂力學(xué)模型聯(lián)合有限元對(duì)軸承疲勞壽命進(jìn)行分析展望。

4) 基于破壞力學(xué)在滾動(dòng)軸承中的應(yīng)用探討和分析展望，從斷裂力學(xué)和損傷力學(xué)雙角度聯(lián)合有限元出發(fā)，探討游隙、內(nèi)圈圓度誤差、變形量與對(duì)疲勞壽命間的關(guān)系，基于最大應(yīng)力部位，提出一種斷裂力學(xué)和損傷力學(xué)聯(lián)合有限元軸承疲勞壽命評(píng)估的新思路，用斷裂裂紋擴(kuò)展和損傷演化以評(píng)估預(yù)測(cè)軸承的疲勞壽命，并以理論計(jì)算與試驗(yàn)相結(jié)合佐證分析，為軸承壽命分析提供思路借鑒，對(duì)提高疲勞壽命精度分析具有一定的指導(dǎo)意義。

回望滾動(dòng)軸承壽命理論與壽命分析流程的進(jìn)展，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步、分析方法的改進(jìn)、仿真與試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷脑絹碓胶侠碛行?、試?yàn)設(shè)備的完善、數(shù)據(jù)結(jié)果分析的優(yōu)化，所得結(jié)果越來越貼近真實(shí)數(shù)值。軸承疲勞壽命評(píng)估的不斷改進(jìn)對(duì)后續(xù)軸承壽命分析、確保設(shè)備安全運(yùn)行、軸承行業(yè)的發(fā)展具有重要意義?；谏鲜鲅芯?，針對(duì)如何實(shí)現(xiàn)壽命分析精準(zhǔn)和疲勞壽命分析模型合理化，未來研究將從以下4個(gè)方向努力：

1) 目前在壽命研究中，對(duì)軸承游隙、潤(rùn)滑、力作用下內(nèi)外圈的橢圓度變形等壽命影響因素并未考慮，其所得結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際壽命值。壽命外界因素的考慮可以通過模型三維合理建立，也可以導(dǎo)入有限元模型引入添加，亦可以通過其他模型輔助，用以建立趨近真實(shí)承載的軸承外界環(huán)境來提高疲勞壽命分析精準(zhǔn)。

2) 在應(yīng)力集中部位，軸承失效體現(xiàn)在疲勞磨損與裂紋萌生至斷裂，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)裂紋的拓展和軸承損傷的演化勢(shì)在必行。設(shè)計(jì)更精準(zhǔn)的仿真模型、提高應(yīng)力強(qiáng)度因子計(jì)算精確度、構(gòu)建合理的損傷演化方程，是未來應(yīng)該努力的方向。

3) 利用現(xiàn)有軟件進(jìn)行聯(lián)合仿真，并研發(fā)專用軟件，為軸承裂紋分析、損傷分析和疲勞壽命分析提供專業(yè)保障。

4) 對(duì)軸承裂紋、損傷、疲勞壽命分析試驗(yàn)方法進(jìn)行研究和優(yōu)化，并對(duì)專用試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行開發(fā)研究，為理論和仿真結(jié)果提供合理的試驗(yàn)佐證。

綜上，未來軸承研究應(yīng)致力于疲勞壽命的精準(zhǔn)分析和分析模型合理化，使軸承以更好的穩(wěn)定性、更高的轉(zhuǎn)速、更長(zhǎng)的壽命廣泛應(yīng)用于設(shè)備。