随着科技的发展,航空发动机、高速铁路、智能精密机器人、大型高档数控机床等重大设备对滚动轴承的设计、制造、使用提出了更高的要求。滚动轴承是被广泛使用的关键支承件,长期处于极限工况状态下服役,要求具有长寿命、高可靠性的特点。轴承润滑工况好坏对其使役性能有重要影响,了解滚动轴承的使役润滑机理可大幅度提升其承载能力和使用寿命。因此,开展高性能滚动轴承热、弹、流多场耦合使役特性可靠性分析及有限元计算具有重要意义。本文基于ANSYS平台,对滚动轴承热、弹、流多场耦合进行数值计算,在此基础上,基于可靠性理论定量分析了滚动轴承热、弹、流多场耦合时各参数对轴承使役过程的影响程度。主要内容有:(1)基于流体力学理论,采用CFD数值模拟方法,对滚动轴承流场进行数值计算,得出润滑油油膜的压力分布、速度分布、速度矢量图和轨迹图。基于可靠性理论,对滚动轴承润滑流场进行可靠性分析,定量计算了轴承参数对流场影响的灵敏度。(2)建立了滚动轴承有、无保持架的数值模型,对轴承流场进行数值计算。在此基础上对轴承热、弹、流多场耦合进行数值计算,重点讨论了有、无保持架对轴承使役特性的影响。(3)建立带有保持架的滚动轴承全耦合模型,对滚动轴承进行多场耦合计算,得出轴承在热、弹、流多场耦合下的等效应力、等效应变。将热、弹耦合与热、弹、流多场耦合计算结果进行对比,表明在滚动轴承多场耦合使役分析中,是否考虑流场对计算结果影响较大。(4)基于滚动轴承热、弹、流多场耦合数值计算结果,利用响应面法,建立了3×3正交试验表,计算得出了滚动轴承内、外圈、滚动体的结构参数对耦合计算结果影响的可靠性灵敏度。(5)基于滚动轴承热、弹、流多场耦合数值计算,对滚动轴承进行了疲劳寿命计算,得出轴承使役过程的瞬时损伤和寿命值,为滚动轴承的设计制造奠定了理论基础。