滚动轴承是转子轴承系统重要的支撑构件，广泛应用于汽车、飞机等动力装备与机械工业其他领域。轴承刚度、接触应力分布及变形对于预测转子轴承系统静力和动力响应具有重要的作用。
      轴承刚度的确定需要及案例轴承所受载荷与位移之间的关系。基于赫兹接触理论的静力学计算方法得到了广泛的应用。该方法通过建立轴承系统的平衡方程，求解其中载荷与变形等未知参量，实现对轴承刚度的计算。静力学方法综合考虑滚道的曲率、滚动体的数目、滚动体的直径及接触角等众多因素对轴承变形的影响。
      计算机技术的快速发展和有限元法的广泛应用，为求解轴承的非线性刚度、接触应力分布及变形情况提供了有效的途径。有限元法采用虚位移远离引入接触界面约束条件，采用试探-校核的迭代算法求解接触问题。有限元法避免了赫兹理论中半无限空间体边界条件假设，不受分析对象几何形状的限制，在轴承研究中得到了广泛的应用。
      轴承的运转使得滚动体的位置不断变化，奇压与偶压受载形式交替出现，两种受载形式下轴承内部的载荷、变形及刚度的对比分析值得关注。
      轴承受载时滚动体与内外圈的相互作用是一个典型的接触问题，表现出明显的接触非线性。通常接触非线性来源于两方面，（1）接触界面的区域大小和相互位置及接触状态不仅事先都是未知的，而且是随时间变化的，需要在求解过程中确定。（2）接触条件的非线性。接触条件的内容包括，接触物体不可相互渗入、接触力的法向分量只能是压力、切向接触的摩擦条件。这些条件不同于一般的约束条件，其特点是单边性的不等式约束，具有强烈的非线性。
      接触问题的有限单元法可采用以下方式进行，拉格朗日乘子法有限元方程、罚函数法有限元方程、增广的Lagrange乘子法。
      由于轴承内圈滚道曲率半径小于外圈滚道的曲率半径，当外载荷增加到一定值时，滚动体与轴承内圈滚道较大的接触面积使得滚动体与内圈滚道接触中心的应力值明显小于与外圈滚道接触中心的应力值；奇压形式下轴承的径向位移小于偶压形式产生的位移，两种受载形式下轴承刚度呈现明显的差异，这很可能是转子轴承系统转动过程中产生噪声与振动的一个重要原因；静力学方法计算得到的轴承位移小于有限元法的计算结果，实际问题中应采用有限元法进行多次试算，与静力学结果对比分析确定所求问题的最终结果。

      ----摘自《机械设计》第29卷第3期，本网站在于信息的传递。