【技术实现步骤摘要】
本申请涉及力学仿真建模，特别是涉及一种轴承力学建模方法、装置、计算机设备和存储介质。
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苛刻、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。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。
2、现有轴承力学建模方法通常只分析一个瞬态，进而将各滚子的力学特性参数参照方位角和公转方向串联，从而模拟轴承力学仿真结果中的滚子周期性的动态变化规律。然而在滚子产生公转但未达到相邻滚子方位的过程中，外部载荷与滚子分布状态的相对作用方向发生变化，此时可等价于在初始分布状态下载荷发生旋转，相应的轴承力学与运动特性改变，使得基于该轴承力学模型分析的动态变化规律的无法反应实际轴承力学与运动特性之间的变化关系。从而导致构建的轴承力学模型的精准度较低。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种轴承力学建模方法、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建模方法。所述方法包括：
3、获取圆柱滚子轴承类型的轴承的轴承数据信息、以及所述轴承的各子坐标系，并基于所述轴承的
4、在各所述子坐标系中的接触坐标系中，构建所述轴承的套圈中心与所述轴承的各滚子的接触区的切面法向置零方程，并基于各所述切面法向置零方程，计算所述套圈中心与各所述滚子的接触区的相对位置向量、以及各所述接触区的速度向量；
5、基于各所述接触区的相对位置向量、以及所述轴承数据信息中的各所述接触区的接触油膜信息，计算各所述接触区的法向载荷、各所述接触区的摩擦信息，并基于所述轴承数据信息，计算各所述滚子与所述轴承的保持架之间的法向接触载荷、以及各所述滚子的力学信息；
6、基于各所述接触区的法向载荷、各所述接触区的摩擦信息、各所述法向接触载荷、以及各所述滚子的力学信息，构建所述轴承的平衡方程组，并基于各所述接触区的速度向量、所述轴承的等效载荷分量、以及所述平衡方程组，通过力学建模策略，构建所述轴承的目标力学模型。
7、可选的，所述基于所述轴承的轴承数据信息，计算所述轴承的等效载荷分量，包括：
8、基于所述轴承数据信息，识别所述轴承的工况参数信息、所述轴承的所有滚子数目、所有插值点数目，并基于所述轴承的所有滚子数目、所有插值点数目、以及各所述插值点，计算所述轴承的载荷旋转角；
9、基于所述载荷旋转角、以及所述轴承的工况参数信息，通过等效载荷算法，计算所述轴承的等效载荷分量。
10、可选的，所述在各所述子坐标系中的接触坐标系中，构建所述轴承的套圈中心与所述轴承的各滚子的接触区的切面法向置零方程，并基于各所述切面法向置零方程，计算所述套圈中心与各所述滚子的接触区的相对位置向量、以及各所述接触区的速度向量，包括：
11、识别所述轴承的套圈中心与所述轴承的各滚子的接触区对应的子坐标系，并获取各所述子坐标系之间的坐标变换矩阵；
12、基于各所述接触区对应的子坐标系、以及各所述子坐标系之间的坐标变换矩阵，在接触坐标系中，识别每个接触区对应的切面法向置零方程，并基于各所述接触区对应的切面法向置零方程，计算每个接触区的接触区方位信息；
13、基于各所述接触区的接触区方位信息，通过位置和速度向量算法，计算各所述接触区的相对位置向量、以及各所述接触区的速度向量。
14、可选的，所述基于各所述接触区的相对位置向量、以及所述轴承数据信息中的各所述接触区的接触油膜信息，计算各所述接触区的法向载荷、各所述接触区的摩擦信息，包括：
15、基于各所述接触区的相对位置向量，识别各所述接触区对应的接触变形参数，并基于各所述接触区的接触变形参数，计算各所述接触区的法向载荷；
16、获取各所述接触区的油膜信息，并基于各所述接触区的油膜信息，通过油膜厚度算法，计算各所述接触区的油膜厚度；
17、基于各所述接触区的油膜厚度，确定各所述接触区的摩擦系数、以及各所述接触区的油膜润滑参数，并基于各所述接触区的摩擦系数、以及各所述接触区的油膜润滑参数，计算各所述接触区的摩擦力向量；
18、将各所述接触区的摩擦系数、以各所述接触区的摩擦力向量，作为各所述接触区的摩擦信息。
19、可选的，所述基于所述轴承数据信息，计算各所述滚子与所述轴承的保持架之间的法向接触载荷、各所述滚子的力学信息，包括：
20、基于所述轴承数据信息，识别各所述滚子与所述轴承的保持架之间的位移信息、所述保持架的转速信息、各所述滚子的滚子质量、所述保持架的厚度信息、所述轴承的油气混合物的物理信息、以及各系数值；
21、基于各所述滚子与所述轴承的保持架之间的位移信息、所述保持架的转速信息，计算各所述滚子与所述轴承的保持架之间的法向接触载荷；
22、基于各所述滚子的滚子质量所述保持架的厚度信息、所述轴承的油气混合物的物理信息、以及各系数值，计算各所述滚子的力学信息。
23、可选的，所述基于各所述接触区的法向载荷、各所述接触区的摩擦信息、各所述法向接触载荷、以及各所述滚子的力学信息，构建所述轴承的平衡方程组，包括：
24、基于各所述滚子上的接触区的法向载荷向量、以及各所述接触区的摩擦力向量，构建各滚子平衡方程；
25、基于各所述接触区中作用于所述轴承的内圈的子法向载荷向量、以及各所述接触区中作用于所述轴承的内圈的摩擦力向量，构建内圈平衡方程；
26、基于各所述滚子与所述轴承的保持架之间的法向接触载荷、以及各所述滚子的力学信息，构建保持架平衡方程；
27、将各所述滚子平衡方程、所述内圈平衡方程、以及所述保持架平衡方程，确定所述轴承的平衡方程组。
28、可选的，所述基于各所述接触区的速度向量、所述轴承的等效载荷分量、以及所述平衡方程组，通过力学建模策略，构建所述轴承的目标力学模型，包括：
29、在所述平衡方程组中，筛选目标平衡方程，并基于各所述目标平衡方程，通过平衡方程求解策略，计算各所述目标平衡方程的求解结果；
30、在各所述目标平衡方程的求解结果不收敛的情况下，基于各所述目标平衡方程的求解结果，更新各所述接触区的接触区方位信息，并返回执行基于各所述接触区的接触区方位信息，通过位置和速度向量算法，计算各所述接触区的相对位置向量、以及各所述接触区的速度向量步骤，直到各所述目标平衡方程的求解结果收敛的情况下，识别最后一次迭代得到的各所述目标平衡方程的求解结果对应的各所述接触区的新接触本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种轴承力学建模方法，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，所述基于所述轴承的轴承数据信息，计算所述轴承的等效载荷分量，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在各所述子坐标系中的接触坐标系中，构建所述轴承的套圈中心与所述轴承的各滚子的接触区的切面法向置零方程，并基于各所述切面法向置零方程，计算所述套圈中心与各所述滚子的接触区的相对位置向量、以及各所述接触区的速度向量，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于各所述接触区的相对位置向量、以及所述轴承数据信息中的各所述接触区的接触油膜信息，计算各所述接触区的法向载荷、各所述接触区的摩擦信息，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述轴承数据信息，计算各所述滚子与所述轴承的保持架之间的法向接触载荷、各所述滚子的力学信息，包括：
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于各所述接触区的法向载荷、各所述接触区的摩擦信息、各所述法向接触载荷、以及各所述滚子的力学信息，构建所述轴承的平衡方
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于各所述接触区的速度向量、所述轴承的等效载荷分量、以及所述平衡方程组，通过力学建模策略，构建所述轴承的目标力学模型，包括：
8.一种轴承力学建模装置，其特征在于，所述装置包括：
9.一种计算机设备，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7中任一项所述的方法的步骤。
10.一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7中任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种轴承力学建模方法，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，所述基于所述轴承的轴承数据信息，计算所述轴承的等效载荷分量，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在各所述子坐标系中的接触坐标系中，构建所述轴承的套圈中心与所述轴承的各滚子的接触区的切面法向置零方程，并基于各所述切面法向置零方程，计算所述套圈中心与各所述滚子的接触区的相对位置向量、以及各所述接触区的速度向量，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于各所述接触区的相对位置向量、以及所述轴承数据信息中的各所述接触区的接触油膜信息，计算各所述接触区的法向载荷、各所述接触区的摩擦信息，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述轴承数据信息，计算各所述滚子与所述轴承的保持架之间的法向接触载荷、...
【专利技术属性】
技术研发人员：王子嘉，郭丹，王志斌，苏和，田继胤，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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