瑞典SKF轴承又一猛料
　　
SKF轴承一直在突破科技，给工厂带来更优的解决方案。
当涉及到接口零件时，通过采用复合材料来减轻重量是一大挑战，原因在于平面外负荷的影响。为了避免成本增加，功能集成必不可少。SKF解决方案有助于实现这些目标，这要归功于两项面向未来的主要技术 -- SKF黑科技和SKF轴承集成。
　　1、SKF黑科技是指使用纤维增强材料制造高性能、承受平面外负荷的零件。复合材料技术一旦能够成熟地应用于接口零件中，通过这种轴承的功能集成，它将开创一个新的应用领域。
　　2、SKF轴承集成可靠谱地将轴承嵌入复合材料部件中，采用的方法是为滚动轴承外圈提供功能强大的接口，或将球面滑动轴承集成到复合材料轴承座中。
　　复合材料技术能够解决多种问题：
　　将现有金属部件整合成一个复合材料解决方案，从而减轻其重量，实现传感器解决方案等新功能的功能集成
　　解决周期性承载零件的疲劳问题，使用耐受腐蚀性环境的材料，以避免腐蚀
　　通过提高刚度、转移重心或嵌入减振系统，从设计上降低噪音和振动，重点之一：采用SKF黑科技，开发复合材料结构件
　　SKF黑科技挑战重力
　　借助此技术，能够设计和制造嵌入复合材料的结构接口零件。在飞机制造业中，复合材料的用量急剧增加，然而传统的设计技术只能带来结构性能上的有限改进。这限制了可以使用复合材料解决方案的应用场合。SKF成功克服技术挑战，制造出轻量化、高性能的复合材料零件，替代传统的金属结构接口零件。多年研发取得的这项成果被称为SKF黑科技。SKF改变了复合材料零件工程设计的范式，从而取得了这一可靠成果。
　　在复合材料而非金属中采用传统零件设计（“黑色金属”方法）只会使性能略有改善，零件仍存在易于开折和分层的缺陷。而在SKF黑科技中，将基底（树脂）材料用于能发挥其更佳性能的条件下，即处于压缩状态下。为了实现这一点，SKF工程师开发出全新形式、形状和零件几何形状，旨在确保在承受平面外负荷的区域，树脂在整个层压厚度上保持压缩状态。
　　这提高了抗剪切应力，消除了开折效应。使用半球形垫圈以避免复合材料的任何穿孔倾向，同时实现了压缩状态，这是实践证明可以显著提高零件强度的一个出色解决方案范例。这些设计还加入了复杂的波纹形状，并仔细平衡了散状和连续增强材料的使用。SKF复合材料中心运用这些工程知识，为合作伙伴提供帮助。
　　飞机减重的目的是降低油耗和对环境的影响，更新一代商用飞机中复合材料的用量增加了50%。然而，复合材料零件采用传统设计得到的结构性能制约了这种材料在飞机中的更广泛应用。SKF黑科技将现有碳纤维增强复合材料（CFRP）与创新设计技术相结合，从而获得了所需的结构性能。SKF黑科技拓展了复合材料解决方案的应用范围，使其适用于一些结构件，与当前的金属解决方案相比，其质量成本比颇具竞争力。
　　航空航天业中更常用的复合材料通过堆叠预浸碳纤维层而制成。树脂能够传递纤维之间的负荷并确保各层之间的黏合。这项技术适用于机身、机翼、机架和桁条，因为层压板主要承受平面内负荷。
　　对于这些几何形状，碳纤维在纤维方向上提供了较高的强度和刚度。然而，在垂直于纤维平面的方向上，材料的机械性主要由树脂决定。树脂是粘合剂，与碳纤维相比强度较差（约是碳纤维强度的1/50）。因此复合材料的使用仅限于承受平面外负荷的结构件，如T形配件和夹板等结构接口零件（图1）。采用传统几何形状，金属配件和夹板容易出现折叠/开折现象。在形状相同的复合材料配件中，由于树脂中存在层间应力，相同的负荷模式可导致90?角处的碳纤维增强复合材料层分离。这种现象称为分层，在非常低的负荷水平下发生，可导致零件不可用。
　　复合材料行业已研究了3D编织和高性能树脂等新技术，并结合传统零件几何形状（“黑色金属”方法），力求解决此问题。然而，这种方法在机械性能和成本竞争力方面表现出了明显的局限性。
　　SKF黑科技的另一种应用
　　SKF黑科技建立在多个理念的基础之上，通过调整零件几何形状来解决平面外负荷的难题。
　　一个个理念包括设计部件的几何形状和层片叠压，以使零件在应用场合中承受负载时，保持树脂的压缩状态。树脂在压缩状态下可承受的应力要远远大于拉伸状态，而且压缩状态也能改善树脂的剪切应力能力。纵观整个土木工程史，这种设计理念通常用于拱门、桥梁等结构，要求结构部件保持受压状态。
　　显示了树脂在拉伸状态下强度之弱，以及压缩状态对树脂剪切应力能力的影响。
　　当涉及到接口部件时，由于平面外载荷的影响，使用复合材料来减轻重量是一个很大的挑战。为了避免成本增加，功能整合是必不可少的。斯凯孚解决方案有助于实现这些目标，这归功于两种主要的面向未来的技术 -- 斯凯孚的黑科技和斯凯孚轴承的集成。
　　1、斯凯孚黑科技是指使用纤维增强材料制造能承受平面外载荷的高性能零件。一旦复合材料技术能够成熟应用于接口部件，通过该轴承的功能集成将开辟一个新的应用领域。
　　2、斯凯孚轴承集成可以有效地将轴承嵌入复合组件中。采用的方法是为滚动轴承的外环提供一个强大的接口，或将球形滑动轴承集成到复合轴承座中。
　　复合技术可以解决许多问题:
　　将现有金属部件集成到复合解决方案中以减轻其重量，实现新功能的功能集成，如传感器解决方案，解决周期性轴承零件的疲劳问题
　　使用耐腐蚀的耐环境材料以避免腐蚀，通过增加刚度、转移重心或嵌入减振系统来降低设计中的噪音和振动
　　关键点之一: 采用斯凯孚的黑科技开发复合结构件
　　斯凯孚黑科技挑战重力
　　利用该技术，可以设计和制造嵌入复合材料中的结构接口部件。在飞机制造业中，复合材料的使用量急剧增加，但是传统的设计技术只能带来有限的结构性能改进。这限制了可以使用复合解决方案的应用。斯凯孚成功地克服了技术挑战，生产出了轻质、高性能的复合部件，以取代传统的金属结构接口部件。通过多年的研究和开发取得的这一成就被称为斯凯孚的黑科技。斯凯孚改变了复合部件的工程设计范式，从而达到了这一突出的效果。
　　传统的零件设计 (“亚铁金属” 法) 在复合材料而不是非金属中只会稍微提高性能，并且零件仍然存在容易打开和分层的缺陷。然而，在斯凯孚的黑科技中，基材 (树脂) 材料是在能够充分发挥其更佳性能的条件下使用的，即，它处于压缩状态。为了实现这一目标，斯凯孚的工程师开发了新的零件形式、形状和几何形状，旨在确保树脂在承受面外载荷的区域的整个层压厚度上保持压缩。
　　这提高了抗剪切应力并消除了打开效果。在达到压缩状态的同时，使用半球垫圈来避免复合材料的任何穿孔倾向是一个很好的解决方案，在实践中已经证明可以显著提高零件的强度。
　　这些设计还增加了复杂的波纹形状，并仔细平衡了散装和连续加固材料的使用。斯凯孚复合中心利用这些工程知识来帮助合作伙伴。
　　飞机减肥的目的是减少燃料消耗和对环境的影响。更新一代商用飞机中的复合材料使用量增加了 50%。然而，通过传统设计获得的复合部件的结构特性限制了这种材料在飞机上的广泛应用。斯凯孚的黑科技将现有的碳纤维增强复合材料 (CMDS) 与创新的设计技术相结合，从而获得所需的结构性能。斯凯孚的黑科技扩大了复合解决方案的应用范围，使其适用于一些结构部件。与目前的金属解决方案相比，其质量-成本比具有相当的竞争力。
　　航空航天工业中更常用的复合材料是通过堆叠预浸式碳纤维层制成的。树脂可以传递纤维之间的负载，并确保层之间的附着力。该技术适用于机身、机翼、机架和杆，因为层压板主要承受平面内载荷。
　　对于这些几何形状，碳纤维在纤维方向上提供更高的强度和刚度。然而，在垂直于纤维平面的方向上，材料的机械性能主要由树脂决定。树脂是一种粘合剂，其强度比碳纤维差 (约为碳纤维强度的 1/50)。因此，复合材料的使用仅限于承受平面外载荷的结构件，例如t形件和夹板以及其他结构界面件 (图 1)。使用传统的几何形状，金属零件和胶合板容易折叠。在形状相同的复合配件中，由于树脂中的层间应力，相同的负载模式可导致 90？角落处碳纤维增强复合材料层的分离。这种现象被称为分层，这种现象发生在非常低的负载水平，并可能导致零件不可用。
　　复合材料行业研究了 3D编织和高性能树脂等新技术，并结合传统零件几何 (“黑色金属” 法) 试图解决这一问题。然而，该方法在机械性能和成本竞争力方面显示出明显的局限性。
　　黑科技的另一个应用
　　斯凯孚的黑科技基于许多概念，通过调整零件的几何形状来解决平面外载荷的问题。
　　一个个想法包括设计零件的几何形状和层压，以便在应用场合当零件承受负载时保持树脂的压缩状态。树脂在压缩状态下所能承受的应力远大于在拉伸状态下承受的应力，压缩状态也可以提高树脂的剪切应力能力。纵观土木工程的历史，这种设计理念通常用于拱桥、桥梁和其他结构，要求结构构件在压力下保持。
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