一种圆柱滚动体的非对称修形方法、终端及计算机可读存储介质技术

一种圆柱滚动体的非对称修形方法、终端及计算机可读存储介质。本申请公开了一种圆柱滚动体的非对称修形方法，先获取滚动轴承所受载荷，对圆柱滚动体受力状态进行分析，基于圆柱滚动体的受载状态，对其进行非等分切片处理，在圆柱滚动体应力集中部位进行精密切片处理，能更准确地获取应力集中部位的应力状态。同时，基于圆柱滚动体受载状态对其初始修形量进行合理设计，采用非对称的初始修形量，增大圆柱滚动体应力集中部位初始修形量，使初始修形量更加接近最终修形量，保证了最终获取修形曲线的准确性，同时也简化了迭代优化过程。本申请还公开一种终端以及计算机可读存储介质。请还公开一种终端以及计算机可读存储介质。请还公开一种终端以及计算机可读存储介质。

【技术实现步骤摘要】
一种圆柱滚动体的非对称修形方法、终端及计算机可读存储介质


[0001]本申请涉及轴承设计领域，尤其涉及一种圆柱滚动体的非对称修形方法、终端及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]圆柱滚动体轴承以其承载能力强、抗疲劳性能好等特点被广泛应用于传动装置。而直母线圆柱滚动体受载后不可避免地在两端产生较大的局部应力集中，局部应力超过一定限度时，将造成滚动轴承失效，严重影响轴承工作寿命，并造成严重的经济损失。针对直母线圆柱滚动体承载劣势及应用局限性，1939年瑞典科学家Lundberg基于弹性力学理论提出圆柱滚动体母线修形的基本理论，并建立了对数修形方法。轴承厂家及研究机构为提高圆柱滚动体修形效果，同时降低加工难度，对圆柱滚动体修形技术进行了进一步深入研究，截至目前，圆柱型、对数型、全凸圆弧型及修正线型等修形方法已在工程中广泛应用。
[0003]然而，目前的圆柱滚动体修形方法主要为针对理想工况下的对称修形方法，当轴承只承受单向载荷时，该修形方法能有效解决圆柱滚动体对称承载时边缘应力集中的问题，但在实际工作中轴承不可避免地承受多向复杂载荷。当滚动轴承承受带有倾覆力矩的特定载荷时，内外圈必定会产生一定的角度变形，在偏载效应下圆柱滚动体局部与套圈接触变形量增大导致圆柱滚动体所受应力并非沿轴向对称面对称分布，此时传统的对称修形方法难以完全解决圆柱滚动体局部应力集中的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请提供一种圆柱滚动体的非对称修形方法，以便于更精准高效地解决特定载荷下圆柱滚动体产生局部应力集中的问题，进而提高圆柱滚动体轴承的使用寿命。
[0005]为了实现上述目的，本申请提供的一种圆柱滚动体的非对称修形方法，包括如下步骤：
[0006]一种圆柱滚动体的非对称修形方法，包括如下步骤：
[0007]步骤一、根据圆柱滚动体的应力分布状态，将圆柱滚动体沿轴向非等分划分为若干切片；
[0008]步骤二、根据圆柱滚动体的应力分布状态，建立圆柱滚动体的初始修形曲线；
[0009]步骤三、构建圆柱滚动体的力平衡方程和力矩平衡方程，获取切片的形变量；根据切片的形变量计算切片所受的应力；
[0010]步骤四、以所有切片中所受的最大应力小于许用应力为修形终止条件；若不满足修形终止条件，优化当前的修形曲线，返回步骤三；若满足修形终止条件，进入下一步；
[0011]步骤五、拟合所有切片的最终修形量，得到圆柱滚动体的最终修形曲线。
[0012]优选的，所述步骤二中：
[0013]应力越大的切片修形量越大；
[0014]圆柱滚动体的初始修形曲线采用如下方式建立：
[0015]以圆柱滚动体轴线中点为原点，x
aj
表示原点左边的第j个切片，Δ(x
aj
)表示处于原点左边的第j个切片的修形量，x
bj
表示原点右边的第j个切片，Δ(x
bj
)便是处于原点右边的第j个切片的修形量，给Δ(x
aj
)和Δ(x
bj
)的初始赋值方程为：
[0016][0017][0018]其中，D为圆柱滚动体的直径，L为圆柱滚动体的长度，a、b分别为Δ(x
aj
)和Δ(x
bj
)的初始赋值系数，所述赋值系数与切片的所受应力呈正相关。
[0019]优选的，a＝2b，b＝0.00001
‑
0.00055。
[0020]优选的，所述步骤三中：
[0021]构建力平衡方程和力矩平衡方程，具体为：
[0022]p＝f(δ
1a1
,δ
1a2
,...,δ
iaj
,...,δ
naN
,...,δ
1b1
,δ
1b2
,...,δ
ibj
,...,δ
nbN
)；
[0023]其中，p为轴承工作载荷，δ
iaj
为第i个圆柱滚动体第aj个切片产生的形变量，δ
ibj
为第i个圆柱滚动体第bj个切片产生的形变量；
[0024]根据所述力平衡方程和力矩平衡方程，轴承工作载荷p获取切片的形变量。
[0025]优选的，所述步骤三包括：
[0026]建立切片所受应力与切片形变量之间的物理方程，具体为：
[0027]σ＝h(δ)；其中，σ为切片所受的应力，并计算出切片所受的最大应力σ
max
。
[0028]优选的，所述步骤四中采用遗传算法对切片修形量进行优化。
[0029]优选的，所述步骤五中采用最小二乘法对切片修形量进行拟合。
[0030]优选的，所述步骤一中：切片数量至少为20个；圆柱滚动体上应力越集中的片段，划分得到的切片沿轴向的厚度越小。
[0031]优选的，所述步骤一之前还包括应力分布步骤，具体是：获取圆柱滚动体所受载荷，分析圆柱滚动体的应力分布状态。
[0032]本申请至少具有如下有益效果：
[0033]先获取滚动轴承所受载荷，对圆柱滚动体受力状态进行分析，基于圆柱滚动体的受载状态，对其进行非等分切片处理，在圆柱滚动体应力集中部位进行精密切片处理，能更准确地获取应力集中部位的应力状态。同时，基于圆柱滚动体受载状态对其初始修形量进行合理设计，采用非对称的初始修形量，增大圆柱滚动体应力集中部位初始修形量，使初始修形量更加接近最终修形量，保证了最终获取修形曲线的准确性，同时也简化了迭代优化过程。
[0034]本专利技术还公开一种终端，所述终端包括处理器、存储器及通信总线；
[0035]所述通信总线用于实现处理器和存储器之间的连接通信；
[0036]所述处理器用于执行存储器中存储的一个或者多个程序，以实现上述的非对称修形方法的步骤。
[0037]本专利技术还公开一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述指令、所述程序、所述代码集或所述指令集
由处理器加载并执行以实现如上述的非对称修形方法中所执行的操作。
附图说明
[0038]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0039]图1为本申请实施例提供的一种圆柱滚动体的非对称修形方法的流程图；
[0040]图2为本申请实施例所提供的一种圆柱滚动体所受非对称载荷分布的示意图；
[0041]图3为针对图2中的圆柱滚动体的一种具体切片方式的示意图；
[0042]图4为圆柱滚动体的两种修形曲线对比图；
[0043]图5为分别采用图4中两种修形曲线进行修形后，圆柱滚动体所受应力的仿真对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种圆柱滚动体的非对称修形方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、根据圆柱滚动体的应力分布状态，将圆柱滚动体沿轴向非等分划分为若干切片；步骤二、根据圆柱滚动体的应力分布状态，建立圆柱滚动体的初始修形曲线；步骤三、构建圆柱滚动体的力平衡方程和力矩平衡方程，获取切片的形变量；根据切片的形变量计算切片所受的应力；步骤四、以所有切片中所受的最大应力小于许用应力为修形终止条件；若不满足修形终止条件，优化当前的修形曲线，返回步骤三；若满足修形终止条件，进入下一步；步骤五、拟合所有切片的最终修形量，得到圆柱滚动体的最终修形曲线。2.根据权利要求1所述的非对称修形方法，其特征在于，所述步骤二中：应力越大的切片修形量越大；圆柱滚动体的初始修形曲线采用如下方式建立：以圆柱滚动体轴线中点为原点，x
aj
表示原点左边的第j个切片，Δ(x
aj
)表示处于原点左边的第j个切片的修形量，x
bj
表示原点右边的第j个切片，Δ(x
bj
)便是处于原点右边的第j个切片的修形量，给Δ(x
aj
)和Δ(x
bj
)的初始赋值方程为：)的初始赋值方程为：其中，D为圆柱滚动体的直径，L为圆柱滚动体的长度，a、b分别为Δ(x
aj
)和Δ(x
bj
)的初始赋值系数，所述赋值系数与切片的所受应力呈正相关。3.根据权利要求2所述的非对称修形方法，其特征在于，a＝2b，b＝0.00001
‑
0.00055。4.根据权利要求1所述的非对称修形方法，其特征在于，所述步骤三中：构建力平衡方程和力矩平衡方程，具体为：p＝f(δ
1a1
,δ
1a2
,...,δ
iaj

【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞香，麻成标，陈浩林，许正根，吴鹏，文寄望，门天龙，
申请(专利权)人：中国铁建重工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：