基于破壞力學(xué)軸承壽命模型綜述

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)械運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵性部件運用于工程領(lǐng)域，其中滾動軸承因具備摩擦系數(shù)小、精度高、互換性好、無需繁瑣供油潤滑等系列優(yōu)點得到廣泛應(yīng)用[1]。軸承作為機(jī)械設(shè)備高速運轉(zhuǎn)的重要部件，其運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。本文主要針對軸承壽命理論、疲勞壽命斷裂力學(xué)和損傷力學(xué)預(yù)測模型研究工作進(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 國內(nèi)外軸承壽命研究現(xiàn)狀

軸承運轉(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。

國外機(jī)械技術(shù)人員對滾動軸承疲勞壽命十分關(guān)注。當(dāng)軸承承載超負(fù)荷時，其疲勞壽命、可靠性將不再滿足設(shè)計要求，構(gòu)建分析模型是對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]建立了一個新的數(shù)學(xué)模型，通過比較多個加載條件來系統(tǒng)地評價角錯對齊對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、潤滑脂桶和故障與維修期間使用的工時數(shù)量之間有很強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系，并分析了旋轉(zhuǎn)軸錯位對軸承壽命的影響；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，為實現(xiàn)疲勞壽命預(yù)測可行性；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

國內(nèi)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對超高精、高速、低噪、高載、長壽命、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)計技術(shù)、高性能材料制造研發(fā)技術(shù)、良好的潤滑技術(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軸承壽命以及可靠性；Zhang等[14]提出了一種動態(tài)磨損仿真模型來探討在不同預(yù)裝方法及磨損對軸承磨損壽命和預(yù)載量變化的基礎(chǔ)上來預(yù)測軸承壽命；宋宏智[15]提出基于物理和數(shù)據(jù)驅(qū)動的軸承剩余壽命預(yù)測方法，通過實時數(shù)據(jù)實現(xiàn)精準(zhǔn)軸承壽命預(yù)測；雷剛等[16]運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)測并提出一種靜力學(xué)、動力學(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)集來對軸承性能評定的瓦瑟斯坦距離和累計總和的軸承健康評估新指標(biāo)來以此評估預(yù)測軸承剩余使用壽命；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]基于最大估算法計算軸承實際值，利用曲線估計和灰色模型預(yù)測軸承壽命，并對兩種模型對比優(yōu)劣；蔣旭君[21]運用軸承靜平衡方程提出實況下滾子、滾道接觸狀態(tài)載荷分布計算模型，分析游隙與滾子接觸載荷大小及分布對疲勞壽命的影響。

目前，軸承壽命問題研究的不足和趨勢為：

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

2) 基于有限元分析對軸承整體分析得應(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，會產(chǎn)生裂紋和磨損；如何預(yù)測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、圓度誤差等因素對壽命的影響，多模型綜合對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壽命計算模型對6008型球軸承滾動體尺寸偏差、載荷及游隙等素對壽命影響進(jìn)行分析計算；Rumbarger[30]在I-H公式的基礎(chǔ)上振蕩滾動軸承的動態(tài)載荷容量、軸承疲勞壽命的計算進(jìn)行簡化；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為運轉(zhuǎn)條件系數(shù)。

5) 壽命理論適應(yīng)性的優(yōu)良對比

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)了一個連續(xù)損傷力學(xué)模型來研究表面粗糙度對不合格接觸體滾動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)變比對疲勞故障的影響；徐志強(qiáng)等[37]根據(jù)斷裂力學(xué)理論對圓柱形鋁合金試件開環(huán)繞裂紋的進(jìn)行扭轉(zhuǎn)試驗推算出試件的Ⅲ型裂紋斷裂韌度并聯(lián)合有限元數(shù)值計算裂紋尖端附近的應(yīng)力場；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)—有限元解法對缺口件進(jìn)行疲勞壽命預(yù)估以及損傷分析計算；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、損傷預(yù)測、壽命預(yù)測和疲勞壽命的不確定性評估。

破壞力學(xué)的3個發(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)動力學(xué)、摩擦學(xué)、斷裂力學(xué)耦合問題，并運用插值法對耦合問題進(jìn)行解耦；潘琦[47]在滾動體接觸面通過軸承模型建立裂紋來計算分析軸承的應(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)測軸承壽命。

采用線彈性斷裂力學(xué)理論對軸承進(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為試驗測定材料系數(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，該國學(xué)博覽館是國內(nèi)首家純公益性國學(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，國學(xué)博覽館的使命就是為了傳承和弘揚中華傳統(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。讓我們在歷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算了不同工況下球軸承徑向載荷、潤滑、缺陷、滾動體數(shù)量、轉(zhuǎn)速對滾動軸承壽命影響；陳躍良等[51]建立了軸承鋼材料試驗?zāi)Ｐ蛠碛嬎愀g坑位置、尺寸、腐蝕分布等參數(shù)，分析沖擊載荷下點蝕損傷對30CrMnSiNi2A鋼應(yīng)力集中的影響；楊夢科等[52]運用多體動力學(xué)建立可預(yù)測軸承局部缺陷尺寸等參數(shù)的動力學(xué)模型并研究缺陷參數(shù)對軸承振動。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)。

滾動軸承接觸疲勞是高周疲勞。Chaboche對高周疲勞狀態(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來測定；材料初始損傷為0，即D=0時，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)壽命評估分析探討

滾動軸承運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)的疲勞剝落、裂紋萌生、擴(kuò)展是可預(yù)測和可定量分析的[45,56]。目前，所采用的疲勞壽命工程計算預(yù)估方法無法細(xì)致探究零件的疲勞損傷累積的過程，普通工程疲勞計算預(yù)測可靠性較低，且與實際偏差太大[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際工程問題，但與實際偏差較大[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)力危險部位計算的可靠度提高，三者之間優(yōu)缺點互補(bǔ)，說服力更高，軸承零件的疲勞損傷累積數(shù)值計算將更趨于真實；壽命評估結(jié)果精度也越高。滾動軸承斷裂力學(xué)與損傷力學(xué)分析展望如圖5所示。

3.4.2一種壽命評估新思路的提出

基于滾動軸承斷裂力學(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)提出壽命評估的新思路，雙模型優(yōu)缺互補(bǔ)，雙角度評估壽命，并考慮不同軸承游隙、不同內(nèi)圈圓度誤差對疲勞壽命的影響、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，實現(xiàn)應(yīng)力-應(yīng)變場與裂紋拓展的聯(lián)系、軸承疲勞損傷與應(yīng)力-應(yīng)變場的計算耦合、多因素綜合評估軸承疲勞壽命，并聯(lián)合有限元計算、理論計算、結(jié)合試驗佐證用以綜合評估軸承疲勞壽命。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。壽命評估新思路如圖6所示。

圖5 滾動軸承斷裂力學(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)，就軸承疲勞壽命計算預(yù)估過程以及基于斷裂力學(xué)和損傷力學(xué)計算模型在軸承壽命中的運用進(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、壽命計算公式；并對壽命理論的優(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，與實際更為接近。

2) 對目前軸承壽命問題研究不足及發(fā)展趨勢作了探討：在傳統(tǒng)接觸探討理論計算接觸載荷、應(yīng)力、彈性趨勢等問題基礎(chǔ)上，可運用基于有限元分析對軸承整體分析得應(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。

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

4) 基于破壞力學(xué)在滾動軸承中的應(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估的新思路，用斷裂裂紋擴(kuò)展和損傷演化以評估預(yù)測軸承的疲勞壽命，并以理論計算與試驗相結(jié)合佐證分析，為軸承壽命分析提供思路借鑒，對提高疲勞壽命精度分析具有一定的指導(dǎo)意義。

回望滾動軸承壽命理論與壽命分析流程的進(jìn)展，隨著計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步、分析方法的改進(jìn)、仿真與試驗?zāi)Ｐ偷脑絹碓胶侠碛行?、試驗設(shè)備的完善、數(shù)據(jù)結(jié)果分析的優(yōu)化，所得結(jié)果越來越貼近真實數(shù)值。軸承疲勞壽命評估的不斷改進(jìn)對后續(xù)軸承壽命分析、確保設(shè)備安全運行、軸承行業(yè)的發(fā)展具有重要意義?；谏鲜鲅芯?，針對如何實現(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個方向努力：

1) 目前在壽命研究中，對軸承游隙、潤滑、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)測裂紋的拓展和軸承損傷的演化勢在必行。設(shè)計更精準(zhǔn)的仿真模型、提高應(yīng)力強(qiáng)度因子計算精確度、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) 對軸承裂紋、損傷、疲勞壽命分析試驗方法進(jìn)行研究和優(yōu)化，并對專用試驗設(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、更長的壽命廣泛應(yīng)用于設(shè)備。