目标：蠕变

程自豪顿了顿看着两人：“我就比你们大两岁，咱们算是同辈，所以不要有压力。当初我的老板是怎么教我，怎么对我的，我都会一一转给你们……我运气不错，第一个老板是个十足大好人……可惜啊……”

“他怎么了？”冯思源有点紧张，他看到程自豪表情有些黯然。

“哎，年纪轻轻，正是当打之年，就这么……”他叹了口气“就秃了啊，头顶上一根毛都没剩下。”

两个实习生不知道该怎么回答，想要笑又不敢。

“哎，放松点，放松点”某人见自己的笑话没起到效果，觉得有点悻悻然。

“阿嚏！”SNK外高桥工厂里，老贾正在办公室里喝茶，最近厂里风调雨顺，他的工作压力大幅度减轻，以至于都能忙里偷闲了……

“这茶叶不错，程自豪这个小赤佬算是有心了……没忘记我……阿嚏！”老贾边嘀咕边打喷嚏“昨晚睡沙发着凉了？不像啊……”

……

实验室里，程自豪开始给两个小学徒上课。

“蠕变是在应力作用下固体材料缓慢且永久的变形。英文叫creep，在港台也被称为潜变。它的发生是低于材料屈服强度的应力长时间作用的结果。当材料长时间处于高温或者在熔点附近时，蠕变会更加剧烈。蠕动速率常常随着温度升高而加剧。”

两人点头如鸡啄米，这玩意上课时老师讲过，但那时听和现在听的感觉是完全不同的。

程自豪继续道：“蠕变速率与材料性质、加载时间、加载温度和加载结构应力有关。取决于加载应力和它的持续时间，这种变形可能变得很大，以至于一些部件可能会失效。例如，涡轮叶片的形变将会使叶片与外壳相接触，导致叶片的失效。潜变常常是工程上和冶金上评价在高应力或高温下工作的部件所需要关注的。潜变可能是组成失效模型的变形机制，也可能不是。混凝土中适中的潜变有时是受欢迎的，因为它会减轻可能另外引发断裂的拉应力。”

为了带这两个家伙，他昨晚把大学教材又翻出来看了一遍，还在微信上厚颜无耻地骚扰了当时的任课老师半个多小时，现在心里才有点底。

“不像脆性断裂，潜变变形并不会随着应力作用而突然出现。相反，应变会在长时间的应力作用下积累。因此，潜变是一种与时间相关的变型。”

“我们最常见的蠕变就是电灯泡了……”说道这儿程自豪有点感慨，随后他小心翼翼地问道：“你们应该见过那玩意吧……”

两个新人都是90后，在程自豪的印象中，自从九十年代中期开始，传统的白炽灯灯泡就开始大规模地退役，转而变成节能灯，到了最近三五年，节能灯也开始退出历史舞台白，更省电耐用的led灯开始接过大旗。

这实际上是颇为庞大的工业产业变化，小小的灯泡技术含量不算高，但因为使用量巨大，涉及巨大的产业链和供应链条。

中国在20年的时间里，完成了两次质变的飞跃，虽然大家都未必能注意，但回头想想还真是无比巨大的工程啊。

更可怕的是这种改变似乎是无声无息的，每个人都能感觉到却从来不去注意，偶尔恍然一回头才发现“哇，我们已经改变了那么多啊。”

程自豪这个问题还真没白问，冯思源挠挠头：“小时候有点印象吧，到上小学开始基本就看不到了，也就是楼道的声控灯还在用。”

“有印象就好，其实灯泡里的钨丝就是蠕变的最好例证。电流通过钨丝，发热发光，在长期的高热环境下支柱之间灯丝圈的下垂随时间不断增长，原因是灯丝自身重量而引发的蠕变变形。所以钨丝被设计成相对宽的W型，就是为了避免蠕变导致灯丝下垂过度，碰到一起形成短路……”

两个菜鸟听得点头不已。

程自豪初战告捷大为兴奋，说：“轴承蠕变是指在轴承配合面之间相对发生滑动，分为内圈蠕变和外圈蠕变。电机轴承蠕变引起的最常见失效模式是机壳轴承座磨损产生铁屑，产生的后果轻则影响NVH，重则影响系统高压绝缘/轴承损坏，因此电机轴承蠕变专题主要讨论的是电机轴承外圈蠕变。”

“电机轴承通常采用深沟球滚动轴承，轴承外圈与壳体之间的配合是间隙，轴承内圈与转轴之间的配合是过盈。什么是过盈知道吧？”

冯思源和张维昭连连点头，“在学校教轴承课时，我们亲手压过轴承，知道什么叫过盈。”

“那就好”程自豪点头，“我们继续，轴承蠕变，有两种情况：一种是轴承外圈与内圈旋转方向相同，另外一种则是轴承外圈与内圈旋转方向相反。”

“先说反向形成的，由于轴承外圈与轴承座间隙引起的蠕变。当旋转载荷作用在轴承上时，如果装配表面与环之间的间隙为c，则轴承每旋转一周时，轴承外圈会延迟πc，从而导致与转轴旋转方向相反的蠕变。这个对你们而言应该也不是问题吧？”

“但今天我们要解决的另一种是由于无间隙时轴承外圈的弹性变形和滑动引起的。这就比较麻烦。”

程自豪挠挠头，顺手从桌子上拿起个小小的茶叶罐头来，这是个圆型罐，高十厘米，直径在五厘米左右。

程自豪又摸出根橡皮筋，套在罐头上。

冯思源看着觉得好玩，但也不说什么，等程自豪的下文。

程自豪不说话，看看两人，随即把罐头递给冯思源，道：“你把这罐头横放在桌子上，然后推着罐头滚……”

冯思源照办，把罐头放到一张长足有五米的工作台上开始推动。

刚推了三米他就不干了，“经理，这橡皮筋要断了啊……”

“叫我程自豪就行……另外你小子挺机灵啊……”某人原本想让冯思源被断掉的橡皮筋打一下，算是满足个人的小小恶趣味。

但由于冯思源的机灵而没有得逞。

程自豪咳嗽一声道“由于橡皮筋和茶叶罐之间的小滑动，在低于负载的某个点处，随着塑料罐滚动，其向前累积。

起初，橡皮筋会因茶罐的负荷而变形，并沿圆周方向伸展。这种变形是对称的，左右之间的滑动也相同，因此，不应发生向一个方向移动的蠕变。但是，当茶叶罐滚动时，由先前的滑移引起的变形仍然保留，导致不对称。随着向一个方向的滑动增加，就会产生蠕变。橡皮筋向与罐的滚动方向相反的方向蠕动。”

“这是我们这回要面对的问题……”程自豪对此有点头痛。

这是个工程问题，难度不高。

否则魏余聪也绝对不敢直接把事情甩过来，自己拍拍屁股离开。

对于自己有几斤几两重，程自豪是清楚的，相信魏余聪也同样心里有数。

要解决这个反向蠕变，不麻烦，无非是反复的实验计算验证罢了。

从某个角度说，这颇有点工程农民工的意思，和程序员自称码农倒也类似。

但这玩意终归是有门槛的，并且能够在反复的枯燥的试验中保持情绪稳定，认认真真对地按照步骤完成，确实也不容易。

程自豪打开笔记本电脑，调出ppt：“在基准点P附近的外径的局部区域内，轴向应变εθ为正值，径向应变εr为负值。这表明在轴承外圈与壳体之间的接触压力下，外圈在圆周方向上拉伸并且在径向上收缩。显然，当轴承载荷沿内圈旋转方向旋转时，局部应变的分布相应地沿相同方向移动。”

“给出了与轴承运动相关的应变变化（Δεθ,Δεr）的分布。根据轴承的运动方向，应变变化在前后有不同的分布。Δεθ的分布在轴承的前面正值，在其后面负值。同时，Δεr在滚动元件前面负值，后面正值。”

“也就是说，在圆周方向上，轴承滚珠的每次通过都会反复发生前面的局部拉伸和后面的局部收缩。”

“这玩意能看懂？”他问道

“呃，这不是有限元分析么？”一直不说话的张维昭开口了。

“是，有限元。你们在学校里学过ANSYS、ADINA、这几个软件么？”

冯思源点点头：“学过，基本的操作算法都懂，但实际应用就不好说了……”

“OK,那没问题了……一会儿我给你们去IT申请这俩软件的使用权限。”

“另外看看这个”程自豪说着，又打开一个视频。

他有些感慨道：“这是SNK的技术中心做的实验，为了验证这个有限元分析的准确性，他们进行了实测试验。在该测试中，通过摄像机记录了外圈蠕变，便于计算蠕变速度。在测试中，使用通过连杆连接到外圈的称重传感器测量蠕变扭矩。同时，在驱动轴上测量了轴承的动态扭矩。”

“最终得出结论，有限元分析是正确的，但这个项目他们进行了整整一年，你可以看到反复地调整受力点和工况，最终才把蠕变降到最低。”

“那么长？”冯思源倒吸一口冷气。

“不不不，你们不要怕，SNK这个项目很特殊，专用轴承工况恶劣且复杂，并且这是一个早期项目，有限元分析不够成熟，并且对于蠕变的认识也不够清晰。现在这方面已经有足够的定式了。”

“我一会儿再给你们申请公司的数据库权限，里面有类似的解决方案，并且我们的合作伙伴飞松电机也有自己的实验报告，你们可以先参考起来。”

说话的一瞬间，程自豪仿佛回到了两年前，彼时自己木头木脑的站着，老贾耐心和蔼地讲解各种解决问题的思路和技巧。

但他知道自己当时能听进去和记住的最多只有一半。

那时的老贾显然对此也心知肚明，拍拍他肩膀：“能记住多少是多少，记不住也很正常，大学毕业只是个文凭，工程师是个要一辈子学习的职业，慢慢来吧，不懂问我就是。”

想到这儿他笑笑，走上前去拍拍两人肩膀：“咱们以后就是同事了，又是同龄人，我不过比你们早两年工作。所以以后叫我名字就行。我也是实习生过来的，知道你们在想什么，怕什么……不用担心，放手去做就是。咱们这个行当还是靠动手靠实践的……”

对面两只菜鸟非常感动，“经……呃程哥，我们听你的，这个项目不做完，我们我们……”

“别别别，”程自豪连连摆手“做不完，就做不完呗，今天做不完还有明天，这礼拜做不完还有下礼拜……只要你们认真去做，项目是不会撒谎的，必然会给你们正面反馈。这点，你们一定要记住。实干才是我们工程师的工作方式，其他都是假的。”

“好了，我也不多说了，你们现在就按照上面的方法，把这个轴承用各种方法各种转速工况下的有限元都计算都给我跑出来，然后我们再考虑怎么去解决。”

说完他拍拍屁股走人，留下两个菜鸟在实验室。

反正只是单纯的计算，相信这个两个家伙能搞定，至于他自己么……