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工大要聞
機(jī)電工程學(xué)院青年教師在TOP期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文?
來(lái)源：機(jī)電學(xué)院
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2025-06-27

近期，機(jī)電工程學(xué)院智能制造工程系教師師志峰在圓柱滾子軸承局部故障動(dòng)力學(xué)建模研究中取得新進(jìn)展，研究成果以“Dynamic modeling of cylindrical roller bearings considering raceway crack defects（考慮滾道裂紋缺陷的圓柱滾子軸承動(dòng)力學(xué)建模）”為題，于2025年6月16日在線(xiàn)發(fā)表于機(jī)械、航空航天和土木工程領(lǐng)域的跨學(xué)科國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《Mechanical Systems and Signal Processing》（IF：7.9，中科院一區(qū)Top），論文一作為機(jī)電工程學(xué)院青年教師師志峰，蘭州理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院為第一完成單位。

?滾動(dòng)軸承對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的安全性和可靠性具有重要意義。隨著高精度、高性能、高效率和高可靠性旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備不斷發(fā)展，精確故障表征的重要性日益凸顯。滾動(dòng)軸承中的一個(gè)小裂紋可能會(huì)隨著時(shí)間的推移逐漸擴(kuò)大，導(dǎo)致軸承更嚴(yán)重的損壞，并最終影響整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的正常運(yùn)行。現(xiàn)有研究主要集中在穿透裂紋缺陷或局部剝落上，缺乏對(duì)具有非貫通裂紋缺陷的軸承的全面研究。在軸承滾道含有非貫通裂紋缺陷時(shí)，裂紋處結(jié)構(gòu)剛度和赫茲接觸剛度共存，這增加了軸承剛度表征的難度。

該文將滾道上非貫通裂紋缺陷的有限元模型分為正常狀態(tài)的第一部分（Part I）和具有穿透裂紋的第二部分（Part II）。Part I 的接觸剛度由赫茲接觸理論獲得，而Part II 的接觸剛度是由結(jié)構(gòu)剛度和赫茲剛度串聯(lián)耦合形成的。整個(gè)模型的總剛度由Part I 和Part II 的并聯(lián)剛度耦合形成。通過(guò)經(jīng)典理論方法驗(yàn)證了有限元模型得到的剛度模型的正確性。該論文首次提出了圓柱滾子軸承滾道中含有非貫通裂紋缺陷時(shí)的一種剛度耦合的計(jì)算方法，為軸承微小裂紋的剛度建模和軸承動(dòng)力學(xué)響應(yīng)分析提供了新思路。（圖/文：師志峰；審核：侯運(yùn)豐）