【技术实现步骤摘要】
模型与数据联合驱动的轴承入侵异物特性在线测量方法
[0001]本专利技术涉及轴承异物监测领域，特别是涉及一种模型与数据联合驱动的轴承入侵异物特性在线测量方法。
技术介绍
[0002]外界异物进入轴承内部是工程实践中普遍存在的一种现象，由于外界污染物进入轴承内部以及润滑系统而导致轴承磨损进是轴承失效的主要原因之一。尤其对于高速航空轴承而言，由于其工作环境的特殊性，轴承的更换与维修成本极为昂贵，所以探究变工况下轴承入侵异物特性在线测量方法十分必要。
[0003]实践表明，尽管目前存在很多关于防止轴承异物入侵的研究，包括超声清洗轴承部件和润滑油来尽可能提高轴承工作环境的清洁度。但是受限于工作环境和机械设备固有特性，异物入侵总是或多或少存在。分析异物的特性是研究其产生机理及减少异物入侵最根本的举措。
[0004]目前关于轴承异物的测量方法研究大多基于轴承拆卸后的观察分析，然而对于已经装配后的轴承拆卸成本高昂且技术难度较高，而且拆卸过程中会进一步破坏甚至丢失异物，不利于对异物的全面准确分析。目前关于异物的在线测量技术国...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种模型与数据联合驱动的轴承入侵异物特性在线测量方法，其特征在于，该方法包括：步骤S1、进行轴承异物试验，获取变工况试验数据，所述变工况试验数据为：在不同载荷、转速和润滑工况下向轴承中添加不同结构和材料的异物，分别测量轴承的外圈温度、保持架转速和振动加速度试验数据，获取轴承表面划痕的形貌结构试验数据；步骤S2、与步骤S1工况相对应进行轴承异物动力学仿真和轴承异物流体仿真，获取仿真数据，所述仿真数据为：分别基于CFD有限元仿真获取外圈温度仿真数据，基于ADAMS多体仿真获取保持架转速和振动加速度的仿真数据，基于ABAQUS有限元仿真获取轴承划痕形貌结构仿真数据；步骤S3、分别基于步骤S1和S2获得的变工况试验数据和仿真数据计算外圈温度差异、保持架转速差异、振动加速度差异和划痕形貌结构差异，并利用TOPSIS算法确定各差异的权重，进而获得综合目标函数；步骤S4、基于步骤S3获取的综合目标函数利用多目标变速灰狼优化算法对轴承异物仿真模型的尺寸、密度、弹性模量和泊松比进行优化，进而获得异物真实结构和材料参数。2.根据权利要求1所述的一种模型与数据联合驱动的轴承入侵异物特性在线测量方法，其特征在于，所述步骤S1包括：步骤S101、进行轴承异物试验，制备不同结构和材料的异物；步骤S102、在不同载荷、转速和润滑工况下向轴承中添加不同结构和材料的异物，分别同时测量轴承外圈温度T
e
、内圈转速ω
ei
、保持架转速ω
ec
和振动加速度试验数据a
e
；步骤S103、观察轴承表面划痕的形貌结构S
e
。3.根据权利要求1所述的一种模型与数据联合驱动的轴承入侵异物特性在线测量方法，其特征在于，所述步骤S2包括：步骤S201、基于ADAMS搭建轴承多体仿真模型，与步骤S102工况相对应进行轴承异物动力学仿真，测量轴承保持架转速ω
sc
和振动加速度数据a
s
；步骤S202、基于CFD搭建轴承流体仿真模型，与步骤S102工况相对应进行轴承异物流体仿真，测量轴承外圈温度T
s
；步骤S203、基于ABAQUS搭建轴承应力应变有限元仿真模型，与步骤S102工况相对应进行轴承应力应变仿真，测量轴承表面划痕的形貌结构S
s
。4.根据权利要求1所述的一种模型与数据联合驱动的轴承入侵异物特性在线测量方法，其特征在于，所述步骤S3包括：步骤S301、分别基于步骤S1和S2获得的变工况试验数据和仿真数据计算轴承外圈温度差异T
r
、保持架转速差异ω
rc
、振动加速度差异a
rc
和划痕形貌结构差异S
r
：T
r
＝|T
s
‑
T
e
|(1)ω
rc
＝|ω
sc
‑
ω
ec
|(2)a
rc
＝|a
s
‑
a
e
|(3)S
r
＝|S
s
‑
S
e
|＝|S
sl
‑
S
el
|+|S
sw
‑
S
ew
|+|S
sd
‑
S
ed
|(4)式中：S
sl
为仿真模型测得的轴承表面划痕长度；S
el
为试验测得的轴承表面划痕长度；S
sw
为仿真模型测得的轴承表面划痕宽度；S
ew
为试验测得的轴承表面划痕宽度；S
sd
为仿真模型测得的轴承表面划痕深度；S
ed
为试验测得的轴承表面划痕深度；|
·
|表示求变量的绝...
【专利技术属性】
技术研发人员：马磊明，姜斌，郭勤涛，肖玲斐，于乾坤，陆宁云，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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