申请/专利权人：哈尔滨工业大学

申请日：2023-07-10

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN116933510B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06T17/20;G06F119/02;G06F111/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2023.11.10#实质审查的生效;2023.10.24#公开

摘要：一种轴承打滑蹭伤失效行为预测分析方法，它属于轴承损伤失效行为分析及预测领域。本发明解决了现有轴承打滑蹭伤失效行为预测方法的通用性差的问题。本发明建立了从工况诱导打滑到表界面打滑蹭伤的关联路径，系统阐明工况、结构、润滑、材料和表面状态的耦合作用机制，基于轴承内部润滑状态和滑滚摩擦界面瞬时温升，形成主轴承表面不同打滑蹭伤程度的定量预测方法，且本发明方法在任何条件下均可实现，具有极强的通用性本发明方法可以应用于轴承打滑蹭伤失效行为预测。

主权项：1.一种轴承打滑蹭伤失效行为预测分析方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：步骤一、建立轴承的三维实体模型，并将建立的三维实体模型导入到Workbench中进行网格划分；再根据轴承的设计及工况要求对轴承参数进行设置，所述轴承参数包括材料属性参数、载荷参数、约束参数和接触参数；步骤二、对网格划分和参数设置后的轴承三维实体模型进行动力学计算，得到轴承滚动体与滚道间的接触载荷w、滚动方向的卷吸速度u；步骤三、通过接触载荷w和赫兹接触理论求得接触界面的初始接触压力p0；计算接触界面润滑油膜的中心油膜厚度h，再根据中心油膜厚度和初始接触压力计算刚体中心膜厚；步骤四、对于接触界面内的任意一个点，将该点处的接触压力、刚体中心膜厚和卷吸速度带入到雷诺方程中，计算出下一时刻该点处的接触压力和润滑油膜膜厚度；同理，计算出接触界面内每个点处在下一时刻的接触压力和润滑油膜膜厚度；步骤五、根据下一时刻接触界面内每个点处的接触压力判断是否达到收敛条件；若达到收敛条件，则利用计算出的下一时刻接触界面内每个点处的润滑油膜膜厚度执行步骤八；若未达到收敛条件，则对刚体中心膜厚和下一时刻接触界面内每个点处的接触压力进行修正，利用修正后刚体中心膜厚和修正后下一时刻接触界面内每个点处的接触压力执行步骤六；所述收敛条件要求同时满足条件1和条件2：条件1：对于接触界面内的任意一点，计算该点在下一时刻的接触压力与带入到雷诺方程的该点处接触压力的差值，再计算接触界面内各个点所对应的差值的总和，若各点处对应的差值的总和小于等于0.001，则认为满足条件1；条件2：对下一时刻接触界面内的每个点处的接触压力进行积分运算，将积分运算结果记为w1，若的值小于等于0.001，则认为满足条件2；步骤六、更新下一时刻接触界面内每个点处的润滑油膜厚度；步骤七、对于接触界面内的任意一点，将步骤六中计算出的该点润滑油膜厚度和修正后该点在下一时刻的接触压力带入到雷诺方程，计算出该点处的接触压力和润滑油膜厚度；同理，计算出接触界面内每个点处的接触压力和润滑油膜厚度后，再返回步骤五；步骤八、从接触界面内每个点的润滑油膜厚度中选择出润滑油膜厚度最小的点，将该点的润滑油膜厚度记为hmin，并根据hmin计算出膜厚比λ；步骤九、根据膜厚比λ判断轴承内部接触界面的润滑状态和摩擦系数；步骤十、根据轴承内部接触界面的摩擦系数计算接触界面的摩擦热，根据摩擦热计算轴承内部接触界面的温升T；所述接触界面的摩擦热的计算过程为：Q＝μp0v6其中，Q为摩擦热，v为轴承滚动体和滚道间的相对滑动速度；根据摩擦热和公式7的导热微分方程求解轴承内部接触界面的温升T；所述温升T的求解过程为： 其中：为接触界面热量；Pe为佩克莱常数；Q*ξ'为摩擦热Q的无量纲形式；η为z的无量纲形式；ξ′为ξ的傅里叶逆变换形式； 其中：k′为导热系数，a为根据赫兹接触求得的接触区半长；步骤十一、根据温升T、轴承材料的相变温度Tb和胶合温度Ts来判断轴承打滑蹭伤失效的程度。

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百度查询： 哈尔滨工业大学 一种轴承打滑蹭伤失效行为预测分析方法

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