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龙图腾网恭喜南京航空航天大学申请的专利一种融合模型与数据的轴承微尺度润滑状态监测方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116150904B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-04发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310038203.9，技术领域涉及：G06F30/17；该发明授权一种融合模型与数据的轴承微尺度润滑状态监测方法是由马磊明;姜斌;肖玲斐;郭勤涛;于乾坤;陆宁云设计研发完成，并于2023-01-10向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种融合模型与数据的轴承微尺度润滑状态监测方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种融合模型与数据的轴承微尺度润滑状态监测方法；首先，确定轴承几何尺寸、表面粗糙度、摩擦系数和材料参数；其次，结合CFD流固耦合仿真、ADAMS多体仿真以及轴承动力学和弹流润滑耦合算法，综合考虑非稳态工况、表面粗糙度和热效应的影响建立轴承多域仿真模型；然后，基于多域仿真模型和轴承试验台在相同的工况下分别采集轴承各部件温度、轴向载荷、径向载荷、振动加速度以及轴承内圈和保持架转速等仿真和试验数据；最后，通过调节多域仿真模型中润滑油流量使得轴承仿真与试验数据的最大均值差异满足一致性要求并获得轴承孪生仿真模型，基于孪生仿真模型提取轴承微尺度润滑状态。本发明能够实现变工况下轴承微尺度润滑状态的准确监测。

本发明授权一种融合模型与数据的轴承微尺度润滑状态监测方法在权利要求书中公布了：1.一种融合模型与数据的轴承微尺度润滑状态监测方法，其特征在于，该方法包括：步骤S1、确定轴承各部件几何尺寸、表面粗糙度、摩擦系数和材料参数；步骤S2、基于步骤S1获得的参数，结合CFD流固耦合仿真、ADAMS多体动力学仿真以及轴承动力学和弹流润滑耦合算法，综合考虑加减速的非稳态工况、表面粗糙度和热效应的影响建立轴承多域仿真模型；步骤S3、基于步骤S2获得的轴承多域仿真模型和轴承试验台在相同的径向载荷、轴向载荷和轴承内圈转速工况下分别采集轴承内圈温度、外圈温度、滚动体温度、保持架温度、轴向载荷、径向载荷、振动加速度以及轴承内圈和保持架转速的仿真和试验数据；步骤S4、利用最大均值差异评估步骤S3中获得的仿真和试验数据，若不满足一致性要求则需要调节步骤S2中轴承多域仿真模型的润滑油流量，若满足一致性要求则基于孪生仿真模型提取轴承微尺度润滑状态；所述步骤S1包括：步骤S101、确定轴承各部件几何尺寸，具体包括：分别确定轴承内圈和外圈的内径、外径和宽度；确定滚动体直径和长度；确定轴承保持架宽度、内径、外径和兜孔尺寸；根据获得的几何尺寸利用Solidworks软件建立轴承几何模型，并利用Hypermesh软件对轴承进行网格划分获得有限元模型；步骤S102、确定轴承各部件表面粗糙度：依次测量轴承内圈外表面、外圈内表面和滚动体表面的表面粗糙度，每个表面依次均匀选取N个点，每个点测量10次，取其平均值分别作为轴承内圈外表面粗糙度外圈内表面粗糙度和滚动体表面粗糙度步骤S103、确定轴承动静摩擦系数：分别测量不同内圈转速、轴向载荷、径向载荷和润滑条件下滚动体与内圈的动静摩擦系数μi以及滚动体与外圈的动静摩擦系数μo；步骤S104、确定轴承材料参数；所述步骤S2包括：步骤S201、基于步骤S1获得的参数，结合轴承动力学和弹流润滑分析耦合算法，综合考虑加减速的非稳态工况、表面粗糙度和热效应的影响建立轴承数值计算模型；其中，轴承动力学分析提供力学参数和运动学参数作为弹流润滑分析的输入，轴承弹流润滑分析将温度和润滑油膜分布反馈给轴承动力学分析；步骤S202、基于步骤S1获得的参数和步骤S201中瞬态能量方程计算得到的轴承生热量建立CFD流固耦合仿真模型：基于步骤S1获得的参数利用Fluent软件建立轴承流体域模型及划分网格，建立包含轴承内部流动空间的流体域模型，采用RNGk-ε湍流模型描述油气两相在圆柱滚子轴承内部的流动；采用多重参考系法来描述轴承内部的流体运动，将瞬态流动转化为稳态进行近似求解；边界条件设置：将轴承内部设置为润滑油和空气两相流动，其中空气为主相，润滑油为次相；将轴承内圈壁面设置为旋转壁面边界，轴承外圈壁面设置为静止壁面边界，保持架壁面设置为旋转壁面边界，润滑油入口及出口分布在轴承两侧；同时结合步骤S201中瞬态能量方程计算得到的轴承生热量对轴承内外圈及滚动体壁面设置温度边界条件；步骤S203、基于步骤S1获得的参数建立ADAMS多体动力学仿真模型：将步骤S101获得的轴承有限元模型导入ADAMS多体动力学仿真软件中，将步骤S103获得的轴承动静摩擦系数、轴承各部件弹性模量和泊松比以及密度参数输入ADAMS多体动力学仿真模型中；步骤S204、结合步骤S201建立的轴承数值计算模型、步骤S202建立的CFD流固耦合仿真模型和步骤S203建立的ADAMS多体动力学仿真模型进行联合仿真获得轴承接触微区温度、力学参数和运动参数；所述步骤S4包括：步骤S401、将利用最大均值差异评估步骤S3中获得的轴承仿真数据与试验数据：设步骤S3中获得的轴承仿真数据与试验数据如下：S＝{s1,s2,...,s10}＝{Trs,Tos,Tis,Tcas,Wbas,Wbrs,axs,ays,azs,ωins,ωcages}14E＝{e1,e2,...,e10}＝{Tre,Toe,Tie,Tcae,Wbae,Wbre,axe,aye,aze,ωine,ωcagee}15式中：S和E分别为轴承仿真数据集和试验数据集；Trs、Tos、Tis和Tcas分别为仿真测得的轴承滚动体、外圈、内圈和保持架温度；Wbas和Wbrs分别为仿真测得的轴向和径向载荷；axs、ays和azs分别为仿真测得的轴承x方向、y方向和z方向的振动加速度；ωins和ωcages分别为仿真测得的轴承内圈和保持架转速；Tre、Toe、Tie和Tcae分别为试验测得的轴承滚动体、外圈、内圈和保持架温度；Wbae和Wbre分别为试验测得的轴向和径向载荷；axe、aye和aze分别为试验测得的轴承x方向、y方向和z方向的振动加速度；ωine和ωcagee分别为试验测得的轴承内圈和保持架转速；根据最大均值差异定义两个分布之间距离的经验估计为： 式中：||·||H表示在通用再生核希尔伯特空间中求取向量的模；φ·为原特征空间至再生核希尔伯特空间的非线性映射；Dist·表示两个分布之间的最大平均差异距离；步骤S402、若步骤S401所得最大均值差异不满足一致性要求则需要调节润滑油流量和黏度参数，若满足一致性要求则得到孪生仿真模型：若步骤S401所得最大均值差异大于1，即不满足一致性要求，则需要调节步骤S2所建立的轴承多域仿真模型中的润滑油流量直至步骤S401所得最大均值差异小于等于1，此时可以认为所建立的轴承多域仿真模型为与试验轴承运动状态和润滑特性完全一致的孪生仿真模型；步骤S403、基于步骤S402获得的孪生仿真模型提取轴承微尺度润滑状态：在轴承不同运行和润滑工况下，基于步骤S402获得的轴承孪生仿真模型观察轴承内部某一微观尺度下的温度场分布、油膜厚度和润滑油液分布，实现轴承微尺度润滑状态的准确监测。

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