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Friction丨一种确定圆柱滚子轴承内滚子滚道间弹流润滑摩擦力分布的数模联动方法

Friction丨一种确定圆柱滚子轴承内滚子滚道间弹流润滑摩擦力分布的数模联动方法 高端装备界面科技全国重点实验室
2023-03-21
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导读:(1)研制了一套滚动轴承内部接触力学参量测试实验系统,可实现轴承法向力、保持架打滑率及摩擦力矩的同步测试。(2)提出了一种基于弹流润滑摩擦力模型和轴承实测数据的数模联动方法,可定量预测轴承滚子滚道间切


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研究背景


滚动轴承中滚子和滚道之间的切向摩擦力是影响滚动轴承功率损失和疲劳寿命的关键力学参数之一。受限于滚动轴承多体接触的复杂性,现在还无法直接实验测量切向摩擦力。而现有的基于弹流润滑理论的切向摩擦力预测模型由于缺少实验数据的支撑,模型的适用范围及准确性仍然没有定论。本文的主要工作文旨在发展一种用于确定圆柱滚子轴承内滚子滚道间切向摩擦力及其分布的数模联动方法。


研究思路


基于轴承摩擦力矩是轴承内滚子滚道间切向摩擦力的宏观作用效果的基本假设,以切向摩擦力弹流润滑理论预测模型为基础,通过建立实验台同步实测圆柱滚子轴承法向力分布、保持架打滑率和摩擦力矩等数据,以模型预测摩擦力矩和实测摩擦力矩结果一致为模型参数优化目标,使用数据驱动的学习算法确定了最优的弹流润滑摩擦力模型参数。


主要贡献


(1)研制了一套滚动轴承内部多维接触力学参量同步测试实验系统,可实现多种运行工况下轴承内部法向力分布、保持架打滑率及摩擦力矩的同步测试。


(2)提出了一种基于弹流润滑摩擦力预测模型和轴承接触力学参量实测数据的数模联动方法,可定量预测圆柱滚子轴承内滚子滚道间切向摩擦力。


潜在应用


研制的滚动轴承接触力学参量同步测试实验系统,可为滚动轴承部件性能评价和可靠性评估提供轴承内部多维数据测试平台;提出的滚动轴承切向摩擦力数模联动预测方法,可以基于现场可测数据对实际服役滚动轴承内部切向摩擦力和摩擦力矩进行定量预测。


作者简介


侯宇,北京交通大学智慧高铁系统前沿科学中心博士后。研究领域包括滚动轴承性能检测与试验技术、滚动轴承疲劳可靠性。

王曦,北京交通大学机械与电子控制工程学院教授。研究领域包括传动系统滚动轴承正向设计、性能评估和状态监测。

杨迪,北京交通大学机械与电子控制工程学院在读博士生。研究领域包括滚动轴承性能降阶仿真技术。

肖泽亮,长沙理工大学汽车与机械工程学院讲师。研究领域包括齿轮和轴承的摩擦动力学、失效分析及故障诊断。



期刊简介

Friction(《摩擦(英文)》)是清华大学主办的国内首个摩擦学领域国际学术期刊,旨在发表和出版涵盖接触、摩擦、磨损、润滑、表面粘着和界面科学跨学科的创新性研究论文及专题性综述文章,致力于为国内外摩擦学和表面界面科学领域的学者搭建一流的国际学术交流平台,促进摩擦学在中国和国际学术界之间的交流和发展。其2021年影响因子为4.924,五年影响因子为5.662,位居Q1区。2019年入选“中国科技期刊卓越行动计划”领军期刊(全国共22项),2021年荣获“第五届中国出版政府奖期刊奖提名奖”。2022年变为月刊,年发文量120篇,在Springer平台和SciOpen平台同时完全开放获取出版。



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高端装备界面科学与技术全国重点实验室科研动态和综合新闻;摩擦学前沿和科学传播。
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