轴承损伤的计算方法和设备技术

公开了轴承损伤的计算方法和设备。所述计算方法包括：将轴承的每个滚子划分为多个切片；基于在载荷作用下每个滚子的接触力，从每个滚子的多个切片选择与每个滚子具有预定位置关系的预定数量的切片，作为每个滚子的预定切片组，其中，预定切片组包括至少一个切片；基于在载荷作用下每个滚子的接触力，确定在载荷作用下每个滚子的预定切片组中的每个切片的最终切片力；基于所述每个切片的所述切片力，确定在载荷作用下每个滚子的预定切片组中的每个切片的动载荷；基于所述每个切片的所述动载荷，计算轴承损伤。由于从划分的多个切片之中仅选择预定数量的切片作为预定切片组来参与计算轴承损伤，因此最大限度地减少矩阵病态以及由此带来的严重耗时。以及由此带来的严重耗时。以及由此带来的严重耗时。

【技术实现步骤摘要】
轴承损伤的计算方法和设备


[0001]本公开涉及一种计算方法和设备，更具体地讲，涉及一种轴承损伤的计算方法和设备。

技术介绍

[0002]轴承损伤主要的计算方法有非切片法和切片法。非切片法计算简单，但是计算较为粗略。切片法因其可以考虑滚子修形和滚子倾斜等局部细节，因此被认为是更精确的计算方式。然而，但由于涉及到迭代求解，因此计算十分耗时(例如，特别是滚子数量众多时)，并且当载荷较小时容易出现矩阵病态，大大的增加了计算成本，甚至有时会无法继续迭代求解。因此，本领域技术人员均不愿使用切片法来计算轴承损伤。
[0003]如今，传统轴承在面对复杂使用工况时已经达到瓶颈，并且随着技术的发展，已经研发出了各种具备良好承载能力的更加复杂的轴承。因此，针对更加复杂的轴承的损伤计算的需求在增加。由于非切片法计算较为粗略，无法应用于更加复杂的轴承的损伤计算；而切片法虽然可以较为准确的计算更加复杂的轴承的损伤计算，但由于容易出现矩阵病态，大大的增加了计算成本。

技术实现思路

[0004]本公开的目的在于提供一种在使用切片法计算轴承损伤时能够最大限度地减少矩阵病态以及由此带来的严重耗时的轴承损伤的计算方法和设备。
[0005]根据本公开的一个实施例，一种轴承损伤的计算方法，所述计算方法包括：将轴承的每个滚子划分为多个切片；基于在载荷作用下每个滚子的接触力，从每个滚子的多个切片选择与每个滚子具有预定位置关系的预定数量的切片，作为每个滚子的预定切片组，其中，预定切片组包括至少一个切片；基于在载荷作用下每个滚子的接触力，确定在载荷作用下每个滚子的预定切片组中的每个切片的最终切片力；基于所述每个切片的所述切片力，确定在载荷作用下每个滚子的预定切片组中的每个切片的动载荷；基于所述每个切片的所述动载荷，计算轴承损伤。
[0006]可选地，所述轴承为三排滚柱轴承，所述轴承的每个滚子为圆柱滚子。
[0007]可选地，将轴承的每个滚子划分为多个切片的步骤包括：沿着每个滚子的旋转轴方向，将每个滚子划分为所述多个切片。
[0008]可选地，在载荷作用下每个滚子的接触力通过以下步骤来确定：基于载荷，根据每个滚子的平衡关系、由每个滚子变形之后的几何关系、以及每个滚子的接触力与变形之间的关系，确定在载荷作用下每个滚子的接触力。
[0009]可选地，基于在载荷作用下每个滚子的接触力，确定在载荷作用下每个滚子的预定切片组中的每个切片的最终切片力的步骤包括：基于在载荷作用下每个滚子的接触力，确定在载荷作用下每个滚子的预定切片组中的每个切片的切片力；确定是否满足预定条件，预定条件包括在载荷作用下每个滚子的预定切片组中的边缘的切片的切片力均等于预
定值和/或预定切片组中的切片的数量等于划分的所述多个切片的数量；响应于满足预定条件，将在载荷作用下每个滚子的预定切片组中的每个切片的切片力确定为在载荷作用下每个滚子的预定切片组中的每个切片的最终切片力；响应于未满足预定条件，扩展预定切片组中的切片的数量，并执行确定在载荷作用下每个滚子的预定切片组中的每个切片的切片力的步骤以及确定是否满足预定条件的步骤。
[0010]可选地，扩展预定切片组中的切片的数量的步骤包括：从划分的所述多个切片额外选择与所述滚子具有预定位置关系的最靠近预定切片组中的边缘的切片，并将额外选择的切片添加到预定切片组。
[0011]可选地，基于在载荷作用下每个滚子的接触力，从每个滚子的多个切片选择与所述轴承具有预定位置关系的预定数量的切片，作为每个滚子的预定切片组的步骤包括：根据滚子接触力与接触长度之间的关系，确定与在载荷作用下每个滚子的接触力对应的切片的预定数量；从所述多个切片选择与所述轴承具有预定位置关系的预定数量的切片，作为每个滚子的预定切片组。
[0012]可选地，所述计算方法还包括：确定滚子接触力与接触长度之间的关系，其中，确定滚子接触力与接触长度之间的关系的步骤包括：确定在极限载荷作用下各滚子之中的最大接触力；基于所述最大接触力，以预定间隔生成包括所述最大接触力的多个接触力，作为接触力组；确定与接触力组中的每个接触力对应的接触长度；基于接触力组和与接触力组中的每个接触力对应的接触长度，确定滚子接触力与接触长度之间的关系。
[0013]可选地，确定与接触力组中的每个接触力对应的接触长度的步骤包括：确定与接触力组中的第一接触力对应的接触长度，其中，确定与接触力组中的第一接触力对应的接触长度的步骤包括：基于接触力组中的第一接触力，从划分的所述多个切片选择关于滚子具有预定位置关系的第一数量的切片，作为第一切片组；基于第一接触力，确定第一切片组中的每个切片的切片力；确定是否满足第一条件，第一条件包括第一切片组中的边缘的切片的切片力均等于预定值和/或第一切片组中的切片的数量等于划分的所述多个切片的数量；响应于未满足第一条件，扩展第一切片组中的切片的数量，并执行确定第一切片组中的每个切片的切片力的步骤以及确定是否满足第一条件的步骤；响应于满足第一条件，基于划分的所述多个切片中的每个切片的厚度和第一切片组中的切片的数量，确定与第一接触力对应的第一接触长度。
[0014]可选地，确定与接触力组中的每个接触力对应的接触长度的步骤还包括：在完成确定与接触力组中的第一接触力对应的第一接触长度的步骤之后，确定与接触力组中的第二接触力对应的第二接触长度，第二接触力大于第一接触力，其中，确定与接触力组中的第二接触力对应的第二接触长度的步骤包括：将第一切片组中的切片添加到第二切片组；基于第二接触力，确定第二切片组中的每个切片的切片力；确定是否满足第二条件，第二条件包括第二切片组中的边缘的切片的切片力均等于预定值和/或第二切片组中的切片的数量等于划分的所述多个切片的数量；响应于未满足第二条件，扩展第二切片组中的切片的数量，并执行确定第二切片组中的每个切片的切片力的步骤以及确定是否满足第二条件的步骤；响应于满足第二条件，基于划分的所述多个切片中的每个切片的厚度和第二切片组中的切片的数量，确定与第二接触力对应的第二接触长度。
[0015]根据本公开的一个实施例，一种轴承损伤的计算设备，所述计算设备包括：切片划
分模块，被配置为：将轴承的每个滚子划分为多个切片；切片选择模块，被配置为：基于在载荷作用下每个滚子的接触力，从每个滚子的多个切片选择与所述轴承具有预定位置关系的预定数量的切片，作为每个滚子的预定切片组，其中，预定切片组包括至少一个切片；最终切片力确定模块，被配置为：基于在载荷作用下每个滚子的接触力，确定在载荷作用下每个滚子的预定切片组中的每个切片的最终切片力；动载荷确定模块，被配置为：基于所述每个切片的最终切片力，确定在载荷作用下每个滚子的预定切片组中的每个切片的动载荷；损伤计算模块，被配置为：基于所述每个切片的动载荷，计算轴承损伤。
[0016]根据本公开的一个实施例，一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序被处理器执行时，实现上述的轴承损伤的计算方法。
[0017]根据本公开的一个实施例，一种计算装置，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轴承损伤的计算方法，其特征在于，所述计算方法包括：将轴承的每个滚子划分为多个切片；基于在载荷作用下每个滚子的接触力，从每个滚子的多个切片选择与每个滚子具有预定位置关系的预定数量的切片，作为每个滚子的预定切片组，其中，预定切片组包括至少一个切片；基于在载荷作用下每个滚子的接触力，确定在载荷作用下每个滚子的预定切片组中的每个切片的最终切片力；基于所述每个切片的所述切片力，确定在载荷作用下每个滚子的预定切片组中的每个切片的动载荷；基于所述每个切片的所述动载荷，计算轴承损伤。2.如权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述轴承为三排滚柱轴承，所述轴承的每个滚子为圆柱滚子。3.如权利要求1所述的计算方法，其特征在于，将轴承的每个滚子划分为多个切片的步骤包括：沿着每个滚子的旋转轴方向，将每个滚子划分为所述多个切片。4.如权利要求1所述的计算方法，其特征在于，在载荷作用下每个滚子的接触力通过以下步骤来确定：基于载荷，根据每个滚子的平衡关系、由每个滚子变形之后的几何关系、以及每个滚子的接触力与变形之间的关系，确定在载荷作用下每个滚子的接触力。5.如权利要求1所述的计算方法，其特征在于，基于在载荷作用下每个滚子的接触力，确定在载荷作用下每个滚子的预定切片组中的每个切片的最终切片力的步骤包括：基于在载荷作用下每个滚子的接触力，确定在载荷作用下每个滚子的预定切片组中的每个切片的切片力；确定是否满足预定条件，预定条件包括在载荷作用下每个滚子的预定切片组中的边缘的切片的切片力均等于预定值和/或预定切片组中的切片的数量等于划分的所述多个切片的数量；响应于满足预定条件，将在载荷作用下每个滚子的预定切片组中的每个切片的切片力确定为在载荷作用下每个滚子的预定切片组中的每个切片的最终切片力；响应于未满足预定条件，扩展预定切片组中的切片的数量，并执行确定在载荷作用下每个滚子的预定切片组中的每个切片的切片力的步骤以及确定是否满足预定条件的步骤。6.如权利要求5所述的计算方法，其特征在于，扩展预定切片组中的切片的数量的步骤包括：从划分的所述多个切片额外选择与所述滚子具有预定位置关系的最靠近预定切片组中的边缘的切片，并将额外选择的切片添加到预定切片组。7.如权利要求1所述的计算方法，其特征在于，基于在载荷作用下每个滚子的接触力，从每个滚子的多个切片选择与所述轴承具有预定位置关系的预定数量的切片，作为每个滚子的预定切片组的步骤包括：根据滚子接触力与接触长度之间的关系，确定与在载荷作用下每个滚子的接触力对应的切片的预定数量；
从所述多个切片选择与所述轴承具有预定位置关系的预定数量的切片，作为每个滚子的预定切片组。8.如权利要求7所述的计算方法，其特征在于，所述计算方法还包括：确定滚子接触力与接触长度之间的关系，其中，确定滚子接触力与接触长度之间的关系的步骤包括：确定在极限载荷作用下各滚子之中的最大接触力；基于所述最大接触力，以预定间隔生成包括所述最大接触力的多个接触力，作为接触力组；确定与接触力组中的每个接触力对应的接触长度；基于接触力组和与接触力...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁欢，段志强，张艳萍，郑国龙，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：