[發(fā)明專利]基于復合形法的滾動軸承多體潤滑性能求解方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010049511.8
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111209686A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發(fā)明（設計）人: 孟凡明;王彬;劉宇;張毅飛;鞏加玉
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/17
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.基于復合形法的滾動軸承多體潤滑性能求解方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

S1：假定滾動體與內(nèi)外滾道之間為純滾動，利用Newton-Raphson法計算所有滾動體與內(nèi)滾道的接觸載荷P_ni，并確定承載區(qū)與非承載區(qū)滾動體數(shù)目N_load和N_unload；

S2：初始化最大承載滾動體，即編號為0的滾動體，所受保持架作用力F_b0；

S3：將滾動軸承最大承載滾動體周向受力平衡方程和力矩平衡方程轉(zhuǎn)化為目標函數(shù)，并結(jié)合滾動軸承點/線接觸彈流潤滑理論，由復合形法求解最大承載滾動體與內(nèi)外滾道的多體潤滑模型，得到滾動體公轉(zhuǎn)角速度ω_g，即保持架速度，以及承載最大滾動體的自轉(zhuǎn)角速度ω_z0；

S4：基于滾動軸承點/線接觸彈性流體動壓潤滑理論，利用步驟S3計算得到的滾動體公轉(zhuǎn)角速度ω_g，通過二分法求解其他滾動體，即編號為1～N-1的滾動體，與內(nèi)外滾道的多體潤滑模型，得到其他滾動體的自轉(zhuǎn)角速度ω_zi；基于滾動軸承滾動體周向力平衡方程計算其他滾動體所受保持架作用力F_bi，i＝1,…,N-1，其中N為滾動體個數(shù)；

S5：基于上述計算得到的滾動軸承所有滾動體公轉(zhuǎn)角速度ω_g，在考慮滾動體打滑的情況下，利用Newton-Raphson法重新計算所有滾動體與內(nèi)外滾道的接觸載荷P_ni、P_wi，i＝0,…,N-1；

S6：判斷保持架受力是否平衡，即保持架受力是否滿足若滿足，則轉(zhuǎn)入步驟S7繼續(xù)執(zhí)行下一步；否則，對承載最大滾動體上保持架作用力F_b0進行修正并返回步驟S3，其中F_bi和F_bj分別為承載區(qū)和非承載區(qū)滾動體所受的保持架作用力；

S7：判斷滾動軸承載荷分布計算是否收斂，若滾動軸承的載荷分布不滿足收斂條件則更新相關參數(shù)并轉(zhuǎn)入步驟S3；如滿足，則轉(zhuǎn)入步驟S8；

S8：由滾動軸承滾動體公轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn)角速度ω_g、ω_zi，計算各滾動體與內(nèi)外滾道之間的卷吸速度U_nj和U_wj與滑滾比S_nj和S_wj，進一步由滾動軸承彈流潤滑模型分析滾動體與內(nèi)外滾道的彈流潤滑特性。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于復合形法的滾動軸承多體潤滑性能求解方法，其特征在于：所述步驟S2中，基于差值逼近，假設承載區(qū)各滾動體保持架作用力的差值為ΔF_b，非承載區(qū)滾動體保持架作用力為F_bu，利用本方法提供公式近似獲得最大承載滾動體所受的保持架作用力初值計算公式的方法，提出了最大承載滾動體保持架作用力初始化方法，求得了作用于最大承載滾動體上更為接近真實值的保持架作用力F_b0的初值該方法有效減少了復合形法的迭代次數(shù)，其中F_zu為純滾動條件下作用于滾動體上的流體阻力。

3.根據(jù)權利要求1所述的基于復合形法的滾動軸承多體潤滑性能求解方法，其特征在于：所述步驟S3中，將滾動軸承滾動體受力平衡方程轉(zhuǎn)化為目標函數(shù)，并利用復合形法對其進行求解以加快滾動軸承多體潤滑性能分析，其中目標函數(shù)F_zu和F_b分別表示作用于滾動體上的流體阻力和保持架作用力，fr_n和fr_w分別是滾動體與內(nèi)外滾道間的摩擦力，λ_b為滾動體與保持架間的摩擦系數(shù)，r為滾動體半徑。