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商品簡介
序
目次
商品簡介
《空間軸承可靠性》主要分析空間軸承可靠性。
《空間軸承可靠性》共分6章，分別介紹了空間軸承可靠性分析的目的與意義；空間軸承熱學特性；空間軸承潤滑膜磨損；空間軸承間隙演化規律；空間軸承預緊力演化規律；空間軸承失效模式及失效機理等內容。內容新穎，研究面廣，具有很高的實用價值。
《空間軸承可靠性》可供高等院校、研究院所以及企業中從事空間軸承可靠性分析等相關工作的科技人員參考。
《空間軸承可靠性》共分6章，分別介紹了空間軸承可靠性分析的目的與意義；空間軸承熱學特性；空間軸承潤滑膜磨損；空間軸承間隙演化規律；空間軸承預緊力演化規律；空間軸承失效模式及失效機理等內容。內容新穎，研究面廣，具有很高的實用價值。
《空間軸承可靠性》可供高等院校、研究院所以及企業中從事空間軸承可靠性分析等相關工作的科技人員參考。
序
空間軸承是航天機構的最基本組成部分，也是構成其他組件的關鍵零部件。空間軸承的可靠性是航天機構正常運轉、實現預定功能和預計壽命的基礎保障。空間軸承長期工作於空間環境，高低溫、交變溫度、高真空、失重和強輻射等環境因素對其工作性能和使用壽命有明顯的負面影響，使其失效模式不僅包括地面環境中常見的失效模式，還包括空間環境因素引發的特有的失效模式。由於空間環境比較復雜，且難以模擬，故本書主要從理論角度出發研究空間軸承可靠性影響因素作用機理及其演化規律，揭示空間軸承面臨的失效模式及機理，並在此基礎上提出消除或減緩環境因素激勵引起失效的方法和措施，對提高空間軸承可靠性具有重要的學術和應用價值。
全書共6章。第1章從理論分析與工程應用的角度出發，分析了航天機構可靠性研究現狀、空間軸承可靠性研究現狀及相關基礎理論，總結了目前空間軸承可靠性分析有待研究的問題，確立了本書的主要內容。第2章針對空間軸承熱學特性，構建了空間環境中空間軸承的熱傳遞網絡模型，分別研究了轉速、軸向載荷和交變溫度對空間軸承熱學特性的影響。第3章針對空間軸承固體潤滑膜MoS2的磨損，建立空間軸承的磨損模型和壽命模型，分別研究轉速和載荷對潤滑膜磨損深度的影響規律，探究了徑向位置偏差影響內外圈溝道不同角位置的磨損狀況。第4章針對空間軸承間隙的演化規律，從內外圈配合、軸承溫升、預緊力和磨損等角度出發，分別分析了軸承間隙隨其演化規律。第5章針對空間軸承預緊力演化規律，從裝配狀況、磨損、交變溫度和工作載荷的角度出發，分別分析了空間軸承預緊力隨其演化規律。第6章針對空間軸承失效模式，通過對空間軸承故障演化趨勢進行研究，分析故障的形成因素及其作用機理。
本書雖然經過反復修改，但由於作者時間、水平有限，書中不足和遺漏之處在所難免，歡迎廣大讀者和專家批評指正。
全書共6章。第1章從理論分析與工程應用的角度出發，分析了航天機構可靠性研究現狀、空間軸承可靠性研究現狀及相關基礎理論，總結了目前空間軸承可靠性分析有待研究的問題，確立了本書的主要內容。第2章針對空間軸承熱學特性，構建了空間環境中空間軸承的熱傳遞網絡模型，分別研究了轉速、軸向載荷和交變溫度對空間軸承熱學特性的影響。第3章針對空間軸承固體潤滑膜MoS2的磨損，建立空間軸承的磨損模型和壽命模型，分別研究轉速和載荷對潤滑膜磨損深度的影響規律，探究了徑向位置偏差影響內外圈溝道不同角位置的磨損狀況。第4章針對空間軸承間隙的演化規律，從內外圈配合、軸承溫升、預緊力和磨損等角度出發，分別分析了軸承間隙隨其演化規律。第5章針對空間軸承預緊力演化規律，從裝配狀況、磨損、交變溫度和工作載荷的角度出發，分別分析了空間軸承預緊力隨其演化規律。第6章針對空間軸承失效模式，通過對空間軸承故障演化趨勢進行研究，分析故障的形成因素及其作用機理。
本書雖然經過反復修改，但由於作者時間、水平有限，書中不足和遺漏之處在所難免，歡迎廣大讀者和專家批評指正。
目次
第1 章 緒論 1
1．1 研究目的與意義 1
1．2 航天機構可靠性分析 2
1．2．1 航天機構故障分析 2
1．2．2 航天機構空間軸承故障研究現狀 7
1．3 空間軸承可靠性研究現狀 7
1．3．1 空間軸承故障研究現狀 8
1．3．2 空間軸承的壽命預測研究現狀 9
1．4 影響空間軸承可靠性的基礎理論 10
1．4．1 空間軸承溫度場 10
1．4．2 固體潤滑膜磨損 11
1．4．3 空間軸承間隙演化規律 12
1．4．4 空間軸承預緊力演化規律 13
1．4．5 空間軸承故障分析 14
1．5 本書主要內容與組織結構 15
1．5．1 主要內容 15
1．5．2 組織結構 16
第2 章 空間軸承熱學特性分析 17
2．1 引言 17
2．2 摩擦力矩分析 17
2．2．1 滯後摩擦力矩 18
2．2．2 差動摩擦力矩 18
2．2．3 自旋摩擦力矩 19
2．2．4 內、外圈的總摩擦力矩 19
2．3 導熱熱阻 20
2．3．1 薄壁圓筒的導熱熱阻 20
2．3．2 球殼的導熱熱阻 21
2．3．3 圓柱體的導熱熱阻 21
2．3．4 平壁的導熱熱阻 21
2．4 軸承熱傳導分析 22
2．4．1 精密軸系簡介 22
2．4．2 軸系組件的熱阻抗 23
2．4．3 熱傳導分析 24
2．5 基於有限元分析空間軸承溫度場 26
2．5．1 建立空間軸承模型 26
2．5．2 熱載荷加載 27
2．5．3 仿真結果 28
2．6 軸承溫度場的影響因素研究 29
2．6．1 理論分析與仿真研究 29
2．6．2 理論分析與實驗研究 31
2．6．3 多因素耦合對軸承溫度場的影響 34
2．7 小結 36
第3 章 空間軸承潤滑膜磨損 37
3．1 引言 37
3．2 軸承運動學分析 38
3．3 軸承靜力學分析 41
3．3．1 軸承的載荷 41
3．3．2 軸承受力與變形分析 42
3．3．3 軸承靜力學模型 44
3．4 磨損理論與壽命模型 46
3．4．1 磨損機理及其計算 46
3．4．2 潤滑失效的壽命模型 48
3．5 空間軸承磨損分析 51
3．5．1 轉速對磨損的影響 51
3．5．2 軸向預緊力對磨損的影響 52
3．5．3 徑向位置偏差對磨損的影響 54
3．6 小結 60
第4 章 空間軸承間隙演化規律 61
4．1 引言 61
4．2 空間軸承基礎知識 62
4．2．1 空間軸承間隙 62
4．2．2 空間軸承剛度計算 63
4．3 裝配對間隙的影響 64
4．3．1 圓環變形分析 64
4．3．2 過盈配合對內圈變形的影響 66
4．3．3 過盈配合對外圈變形的影響 66
4．3．4 過盈配合對間隙的影響 67
4．4 溫度對間隙的影響 67
4．4．1 等溫時溫度對間隙的影響 67
4．4．2 非等溫時溫度對間隙的影響 68
4．5 預緊力對間隙的影響 69
4．5．1 基於赫茲理論分析預緊力與間隙的關係 70
4．5．2 基於有限元研究預緊力下的間隙 71
4．6 磨損對間隙的影響 73
4．7 間隙演化規律 74
4．8 小結 80
第5 章 空間軸承預緊力演化規律 82
5．1 引言 82
5．2 過盈量對初始預緊力的影響 83
5．2．1 軸承力平衡分析 83
5．2．2 軸承預緊力測試系統 88
5．2．3 基於LabVIEW 的預緊力測試軟件 90
5．2．4 試驗參數 93
5．3 磨損量對預緊力的影響 94
5．3．1 溝道結構參數變化 94
5．3．2 磨損後殘餘預緊力 95
5．4 交變溫度對預緊力的影響 98
5．4．1 精密軸系組件的熱變形 98
5．4．2 熱變形後預緊力 100
5．5 工作載荷對預緊力的影響 101
5．5．1 軸承受載分析 101
5．5．2 基於軸承靜力學的預緊力模型 101
5．6 預緊力演化規律 102
5．7 小結 113
第6 章 空間軸承失效模式及失效機理 115
6．1 引言 115
6．2 失效模式及機理 115
6．2．1 空間軸承許用預緊力 116
6．2．2 交變溫度誘發的失效模式 117
6．2．3 適應交變溫度的可靠性區域 120
6．3 基於磨損失效的預緊力優化 122
6．3．1 空間軸承磨損失效 122
6．3．2 預緊力優化過程及結果 124
6．4 實驗總體設計 125
6．4．1 實驗系統分析 125
6．4．2 預緊力測試步驟 128
6．5 基於熱變形減緩預緊失效 129
6．5．1 熱預緊力演化實驗結果 129
6．5．2 減緩熱預緊力的方法 130
6．6 小結 132
參考文獻 134
1．1 研究目的與意義 1
1．2 航天機構可靠性分析 2
1．2．1 航天機構故障分析 2
1．2．2 航天機構空間軸承故障研究現狀 7
1．3 空間軸承可靠性研究現狀 7
1．3．1 空間軸承故障研究現狀 8
1．3．2 空間軸承的壽命預測研究現狀 9
1．4 影響空間軸承可靠性的基礎理論 10
1．4．1 空間軸承溫度場 10
1．4．2 固體潤滑膜磨損 11
1．4．3 空間軸承間隙演化規律 12
1．4．4 空間軸承預緊力演化規律 13
1．4．5 空間軸承故障分析 14
1．5 本書主要內容與組織結構 15
1．5．1 主要內容 15
1．5．2 組織結構 16
第2 章 空間軸承熱學特性分析 17
2．1 引言 17
2．2 摩擦力矩分析 17
2．2．1 滯後摩擦力矩 18
2．2．2 差動摩擦力矩 18
2．2．3 自旋摩擦力矩 19
2．2．4 內、外圈的總摩擦力矩 19
2．3 導熱熱阻 20
2．3．1 薄壁圓筒的導熱熱阻 20
2．3．2 球殼的導熱熱阻 21
2．3．3 圓柱體的導熱熱阻 21
2．3．4 平壁的導熱熱阻 21
2．4 軸承熱傳導分析 22
2．4．1 精密軸系簡介 22
2．4．2 軸系組件的熱阻抗 23
2．4．3 熱傳導分析 24
2．5 基於有限元分析空間軸承溫度場 26
2．5．1 建立空間軸承模型 26
2．5．2 熱載荷加載 27
2．5．3 仿真結果 28
2．6 軸承溫度場的影響因素研究 29
2．6．1 理論分析與仿真研究 29
2．6．2 理論分析與實驗研究 31
2．6．3 多因素耦合對軸承溫度場的影響 34
2．7 小結 36
第3 章 空間軸承潤滑膜磨損 37
3．1 引言 37
3．2 軸承運動學分析 38
3．3 軸承靜力學分析 41
3．3．1 軸承的載荷 41
3．3．2 軸承受力與變形分析 42
3．3．3 軸承靜力學模型 44
3．4 磨損理論與壽命模型 46
3．4．1 磨損機理及其計算 46
3．4．2 潤滑失效的壽命模型 48
3．5 空間軸承磨損分析 51
3．5．1 轉速對磨損的影響 51
3．5．2 軸向預緊力對磨損的影響 52
3．5．3 徑向位置偏差對磨損的影響 54
3．6 小結 60
第4 章 空間軸承間隙演化規律 61
4．1 引言 61
4．2 空間軸承基礎知識 62
4．2．1 空間軸承間隙 62
4．2．2 空間軸承剛度計算 63
4．3 裝配對間隙的影響 64
4．3．1 圓環變形分析 64
4．3．2 過盈配合對內圈變形的影響 66
4．3．3 過盈配合對外圈變形的影響 66
4．3．4 過盈配合對間隙的影響 67
4．4 溫度對間隙的影響 67
4．4．1 等溫時溫度對間隙的影響 67
4．4．2 非等溫時溫度對間隙的影響 68
4．5 預緊力對間隙的影響 69
4．5．1 基於赫茲理論分析預緊力與間隙的關係 70
4．5．2 基於有限元研究預緊力下的間隙 71
4．6 磨損對間隙的影響 73
4．7 間隙演化規律 74
4．8 小結 80
第5 章 空間軸承預緊力演化規律 82
5．1 引言 82
5．2 過盈量對初始預緊力的影響 83
5．2．1 軸承力平衡分析 83
5．2．2 軸承預緊力測試系統 88
5．2．3 基於LabVIEW 的預緊力測試軟件 90
5．2．4 試驗參數 93
5．3 磨損量對預緊力的影響 94
5．3．1 溝道結構參數變化 94
5．3．2 磨損後殘餘預緊力 95
5．4 交變溫度對預緊力的影響 98
5．4．1 精密軸系組件的熱變形 98
5．4．2 熱變形後預緊力 100
5．5 工作載荷對預緊力的影響 101
5．5．1 軸承受載分析 101
5．5．2 基於軸承靜力學的預緊力模型 101
5．6 預緊力演化規律 102
5．7 小結 113
第6 章 空間軸承失效模式及失效機理 115
6．1 引言 115
6．2 失效模式及機理 115
6．2．1 空間軸承許用預緊力 116
6．2．2 交變溫度誘發的失效模式 117
6．2．3 適應交變溫度的可靠性區域 120
6．3 基於磨損失效的預緊力優化 122
6．3．1 空間軸承磨損失效 122
6．3．2 預緊力優化過程及結果 124
6．4 實驗總體設計 125
6．4．1 實驗系統分析 125
6．4．2 預緊力測試步驟 128
6．5 基於熱變形減緩預緊失效 129
6．5．1 熱預緊力演化實驗結果 129
6．5．2 減緩熱預緊力的方法 130
6．6 小結 132
參考文獻 134
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