據(jù)統(tǒng)計，30%的旋轉(zhuǎn)機械故障和44%的大型異步電機故障是由缺陷軸承引起的。滾動體在通過缺陷位置時會產(chǎn)生沖擊脈沖，其沖擊脈沖的幅度和波形與缺陷的形狀和尺寸直接相關，對缺陷形狀和尺寸與其沖擊脈沖波形之間的關系和沖擊脈沖響應特征的認識程度將直接影響軸承運行狀態(tài)判斷的正確性與可靠性。因此，要準確預測和識別軸承早期缺陷，防止因軸承突發(fā)缺陷造成的重大經(jīng)濟損失和人員傷亡，需要解決滾動軸承內(nèi)部缺陷誘發(fā)的非線性激勵機理及其振動響應特征這兩個基礎性的關鍵科學問題。
　　然而，軸承內(nèi)部接觸的非線性、軸和軸承座的耦合作用等因素的存在，以及滾動軸承經(jīng)常處于變速和變載工況等因素的影響，對滾動軸承缺陷，尤其是早期局部缺陷的形狀和尺寸與其沖擊響應特征之間的關系尚未明了，制約了早期缺陷診斷的準確性和可靠性。因此，開展?jié)L動軸承早期缺陷非線性激勵機理及建模方法的研究，具有重要的理論意義和實際工程應用價值。
　　本書針對滾動軸承缺陷非線性激勵機理與建模問題，開展波紋度和局部缺陷激勵機理，時變位移激勵和時變接觸剛度激勵耦合的滾動軸承缺陷動力學建模，滾動軸承缺陷邊緣形貌特征演變的內(nèi)部激勵機理及動力學建模，滾動軸承聲振耦合建模等研究工作。本書主要內(nèi)容如下：
　　（1）針對滾動軸承內(nèi)部元件之間接觸關系和相對運動規(guī)律誘發(fā)的軸承性能演變的問題，對滾動軸承內(nèi)部元件的主要幾何特征、軸承元件運動規(guī)律及其計算方法進行了著重闡述，為滾動軸承動力學建模及性能優(yōu)化奠定基礎。
　�。�2）針對滾動軸承內(nèi)部打滑運動機理及潤滑特性不清等問題，以角接觸球軸承為例，提出角接觸球軸承摩擦振動動力學模型，研究軸承滾道表面粗糙度、軸向載荷對滾動體運動狀態(tài)和接觸處潤滑特性的影響規(guī)律，為滾動體與滾道接觸處打滑抑制方法提供理論支撐。
　　（3）針對目前時變位移激勵均勻波紋度模型難以準確描述均勻和非均勻波紋度誘發(fā)的滾動體與波紋度滾道之間時變接觸剛度激勵的問題，提出了時變位移激勵和時變接觸剛度激勵耦合的滾動軸承波紋度動力學模型，分析了波紋度波數(shù)、幅值和非均勻分布形式對滾動體與內(nèi)、外圈滾道波紋度表面之間的接觸剛度和振動響應特征的影響規(guī)律，揭示了波紋度與滾動軸承通過頻率及邊頻之間的關系。
　�。�4）針對角接觸軸承滾道表面波紋誘發(fā)的異常振動問題，提出了考慮摩擦和圓度/波紋度復合誤差耦合激勵的角接觸球軸承動力學模型，研究了滾動體公轉(zhuǎn)角速度波動、波紋度幅值、軸向載荷和圓度階次等因素對軸承內(nèi)圈振動加速度頻譜特性、時域統(tǒng)計特征和滾動體運動狀態(tài)的影響規(guī)律。
　�。�5）針對目前基于單一函數(shù)的時變位移激勵局部缺陷動力學模型不能準確描述實際局部缺陷表面輪廓誘發(fā)的振動響應特征問題，提出了滾動軸承滾道表面局部缺陷表面輪廓特征的簡化表征模型及其沖擊波形基本表征模型；基于分段函數(shù)，提出了時變位移激勵和時變接觸剛度激勵耦合的滾動軸承局部缺陷動力學模型，克服了基于單一函數(shù)的時不變和時變位移激勵局部缺陷模型無法描述局部缺陷邊緣的彈性變形與局部缺陷深度對軸承振動響應特征影響的不足，創(chuàng)新了目前基于單一函數(shù)的局部缺陷模型，解決了不同類型局部缺陷的內(nèi)部激勵表征與動力學建模難題。
　�。�6）基于滾動體與局部缺陷形貌特征及接觸內(nèi)在關系表征的思想，構建了局部缺陷邊緣形貌特征演變誘發(fā)時變位移激勵、時變接觸剛度激勵與局部缺陷尺寸之間關系的表達式，并基于Hertz接觸理論建立了滾動軸承局部缺陷邊緣形貌特征演變動力學模型，克服了基于尖銳邊緣假設的滾動軸承局部缺陷動力學模型無法準確描述缺陷邊緣形貌特征演變對滾動體與缺陷邊緣之間的接觸剛度及振動響應特征的缺點，創(chuàng)新了滾動軸承局部缺陷動力學模型，為滾動軸承局部缺陷邊緣形貌特征隨機演變動力學的建模奠定了基礎。
　�。�7）針對角接觸球軸承振動與噪聲之間的耦合難題，提出了角接觸球軸承聲一振耦合模型，研究了載荷、轉(zhuǎn)速等工況參數(shù)對軸承噪聲的影響規(guī)律；基于含局部缺陷和波紋度缺陷的耦合聲一振耦合模型，研究了局部缺陷尺寸、波紋度幅值等參數(shù)對軸承噪聲的影響規(guī)律。