【技术实现步骤摘要】
本申请涉及轴承分析设计以及轴承制造，特别是涉及一种轴承力学与运动学行为特征的确定方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。
技术介绍
1、圆柱滚子轴承作为旋转轴的关键支撑部件，广泛应用于航空航天、高铁、风力发电、汽车工业、机床、精密仪器、机器人等领域，其运行状态与可靠性直接影响着整个系统的性能与寿命。通常滚动轴承的工况条件复杂、服役环境恶劣，易产生故障失效，轻则降低机组性能，重则引发灾难性事故。因此，随着旋转机械向高速化、高精度、高可靠性方向发展，对轴承的优化设计与监测诊断提出了更大的挑战。
2、目前，构建轴承力学模型并开展力学和动态特性仿真分析是一个重要的科学研究方向，同时也是轴承设计制造等社会生产活动中的一项关键技术手段，不仅可为优化设计提供指标依据，也可为监测诊断提供机理指导，对滚动轴承和高端机械装备的高质量发展具有深远意义。
3、圆柱滚子轴承拟静力学建模方法通常对零件自由度限制较多，且采用套圈控制假设，导致难以准确分析复杂工况下的轴承歪斜特性及高速打滑特性；另一方面，完全动力学建模方法虽然理论研究成熟，但计算量较大，适用于特殊的瞬态冲击工况，但在追求高效性的工程实际中应用较少。因此，充分释放零件自由度同时保证计算效率的拟动力学建模方法，在轴承性能分析和优化设计中得到了广泛应用。
4、现有圆柱滚子轴承拟动力学建模方法将接触点设为固定，当弯矩作用时，滚子与套圈产生相对歪斜，由于零件存在曲率，原本接触的部分发生脱离，但按照现有方法的计算方式仍认为产生接触，因此，难以准确计算滚子轴承内
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高计算滚子轴承轴承力学与运动学行为特征的准确度的轴承力学与运动学行为特征的确定方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
2、第一方面，本申请提供了一种轴承力学与运动学行为特征的确定方法，包括：
3、根据测试场景，确定轴承中各零件的位移初始值与转速初始值；
4、确定目标轴承拟动力学模型，所述目标轴承拟动力学模型中包括各滚子与套圈之间的接触切面向量的分量置零方程、以及接触区变形协调方程，所述接触切面向量的分量置零方程用于确定所述滚子与所述套圈的接触点方位，所述接触区变形协调方程用于表征所述滚子与所述套圈之间接触区中油膜厚度、接触点相对位置、接触变形之间的协调关系；
5、将各所述零件的位移初始值以及转速初始值代入至所述目标轴承拟动力学模型中，得到所述轴承中各所述零件的力学与运动学行为特征。
6、在其中一个实施例中，所述方法还包括：
7、确定所述轴承中各所述零件的自由度与描述坐标系；
8、基于各所述描述坐标系，确定各所述零件的位置向量，基于各所述零件的位置向量，建立所述滚子与所述套圈之间的接触切面向量的分量置零方程，根据所述接触切面向量的分量置零方程，确定所述滚子与所述套圈之间的接触区相对位置与相对速度计算方程；
9、根据所述接触区相对位置与相对速度计算方程、以及油膜厚度计算方程，建立所述接触区变形协调方程；
10、根据所述接触区变形协调方程，确定第一法向接触载荷方程、以及所述滚子与所述套圈之间的接触区摩擦力计算方程，所述第一法向接触载荷方程用于确定所述滚子与所述套圈之间的法向接触载荷，所述接触区摩擦力计算方程用于确定所述滚子与所述套圈之间的摩擦力；
11、确定第二法向接触载荷方程、以及所述滚子的惯性力、惯性力矩、涡动阻力计算方程，所述第二法向接触载荷方程用于确定所述滚子与保持架之间的法向接触载荷；
12、基于所述接触切面向量的分量置零方程、所述接触区相对位置与相对速度计算方程、所述油膜厚度计算方程、所述接触区变形协调方程、所述第一法向接触载荷方程、所述接触区摩擦力计算方程、所述接触区摩擦力计算方程、所述惯性力、惯性力矩、涡动阻力计算方程、所述第二法向接触载荷方程、各所述零件的受力平衡方程，构建得到所述目标轴承拟动力学模型。
13、在其中一个实施例中，所述将各所述零件的位移初始值以及转速初始值代入至所述目标轴承拟动力学模型中，得到所述轴承中各所述零件的力学与运动学行为特征，包括：
14、基于预设方程分组规则，在所述目标轴承拟动力学模型中，确定第一方程组、第二方程组和第三方程组；
15、根据各所述零件的位移初始值、转速初始值，对所述第一方程组进行迭代计算，确定第一变量集；
16、根据所述第一变量集，对所述第二方程组进行迭代计算，确定第二变量集；
17、根据所述第二变量集，对所述第三方程组进行迭代计算，确定各所述零件的力学与运动学行为特征。
18、在其中一个实施例中，所述根据各所述零件的位移初始值、转速初始值，对所述第一方程组进行迭代计算，确定第一变量集，包括：
19、基于所述接触切面向量的分量置零方程，识别所述滚子与所述套圈的接触点方位；
20、基于所述接触点方位、各所述零件的位移初始值以及转速初始值，通过所述接触区相对位置与相对速度计算方程，确定所述滚子与所述套圈之间的接触区相对位置向量与相对速度向量；
21、基于所述接触区相对位置向量，确定接触区接触变形，并基于所述第一法向接触载荷方程，确定所述滚子与所述套圈之间的法向接触载荷；
22、基于所述滚子与所述套圈之间的法向接触载荷、以及所述油膜厚度计算方程，确定所述滚子与所述套圈之间的油膜厚度，根据所述接触区摩擦力计算方程确定所述滚子与所述套圈之间的摩擦力；
23、根据所述惯性力、惯性力矩、涡动阻力计算方程，确定所述滚子的惯性力以及涡动阻力；
24、根据所述滚子与所述套圈之间的法向接触载荷、所述摩擦力、所述惯性力、所述涡动阻力、所述滚子的受力平衡方程、以及所述套圈的受力平衡方程，确定第一变量集。
25、在其中一个实施例中，所述根据所述第一变量集，对所述第二方程组进行迭代计算，确定第二变量集，包括：
26、基于所述第一变量集、以及所述接触切面向量的分量置零方程，更新所述滚子与所述套圈的接触点方位；
27、基于所述接触点方位、各所述零件的位移初始值以及转速初始值，通过所述接触区相对位置与相对速度计算方程，更新所述滚子与所述套圈之间的接触区相对位置向量与相对速度向量；
28、基于所述滚子与所述套圈之间的法向接触载荷、所述接触区相对位置向量与相对速度向量，通过所述油膜厚度计算方程，确定所述滚子与所述套圈之间的油膜厚度；
29、基于所述油膜厚度，根据所述接触区变形协调方程，更新所述接触区接触变形，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种轴承力学与运动学行为特征的确定方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将各所述零件的位移初始值以及转速初始值代入至所述目标轴承拟动力学模型中，得到所述轴承中各所述零件的力学与运动学行为特征，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据各所述零件的位移初始值、转速初始值，对所述第一方程组进行迭代计算，确定第一变量集，包括：
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一变量集，对所述第二方程组进行迭代计算，确定第二变量集，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二变量集，对所述第三方程组进行迭代计算，确定各所述零件的力学与运动学行为特征，包括：
7.一种轴承力学与运动学行为特征的确定装置，其特征在于，所述装置包括：
8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种轴承力学与运动学行为特征的确定方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将各所述零件的位移初始值以及转速初始值代入至所述目标轴承拟动力学模型中，得到所述轴承中各所述零件的力学与运动学行为特征，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据各所述零件的位移初始值、转速初始值，对所述第一方程组进行迭代计算，确定第一变量集，包括：
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一变量集，对所述第二方程组进行迭代计算，确定第二变量集，包括：
6.根据权利要求5所述的方...
【专利技术属性】
技术研发人员：王子嘉，郭丹，王志斌，田继胤，苏和，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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