[发明专利]一种流体动压润滑径向滑动轴承优化制备方法

说明书

一种流体动压润滑径向滑动轴承优化制备方法，涉及一种滑动轴承制备方法，该方法为一种基于多生态环境选择策略的多目标进化算法（MeEA）的流体动压润滑径向滑动轴承优化的制备方法，采用基于多生态环境选择策略的多目标进化算法来实现滑动轴承的多目标优化设计。首先，在种群进化过程中将目标空间划分为若干不同类型的生态环境；其次，在环境选择上，优先考虑生态环境的收敛性性或多样性，而将种群整体多样性的维持放在后面。最后，将其应用于流体动压润滑径向滑动轴承的优化设计。通过此次的算法优化，流体动压润滑径向滑动轴承优化设计后的效果显著，在提高轴承在实际工况上的性能问题上提供了方法依据。

技术领域

本发明涉及一种滑动轴承设计方法，特别是涉及一种流体动压润滑径向滑动轴承优化制备方法。该方法为一种基于多生态环境选择策略的多目标进化算法（MeEA）的流体动压润滑径向滑动轴承优化的制备方法。

背景技术

流体动压润滑径向滑动轴承这一机械由于其平稳、可靠和无噪声的特点，其被广泛应用于高速轻载的工况条件下。滑动轴承似乎有一个简单的外部几何结构，但不同的形状参数设置可能对轴承性能有不同的影响，如液体摩擦系数、发热量和承载能力系数。传统的轴承设计方法是通过经验法进行优化设计的，但这种方法往往需要进行大量试验和试错。因此，通过多目标优化算法来对轴承进行优化设计就显得十分重要。

滑动轴承有一个简单的外部几何结构，但不同的形状参数设置对轴承性能有不同的影响。传统的轴承设计方法是通过经验法进行优化设计的，但这种方法往往需要进行大量试验和试错。

发明内容

本发明的目的在于提供一种流体动压润滑径向滑动轴承优化制备方法，该方法提出了一种基于多生态环境选择策略的多目标进化算法对流体动压润滑径向滑动轴承优化的制备方法。通过分析目标空间中的个体进化特征建立了生态环境，并以此为主体主导环境中个体选择的偏好，在一定程度上缓解了进化过程中收敛性和多样性之间的矛盾，通过该方法对流体动压润滑径向滑动轴承进行优化，验证了设计后的效果显著，在提高轴承在实际工况上的性能问题上提供了方法依据。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种流体动压润滑径向滑动轴承优化制备方法，所述方法包括以下步骤：：

步骤 1：建立流体动压润滑径向滑动轴承优化设计模型（目标函数）；

步骤 2：MeEA的基本理论描述；

步骤 3：采用多生态环境选择策略的多目标进化算法对流体动压润滑径向滑动轴承进行优化，并得到一组解集；

步骤 4：将优化后的结果与传统的设计方案进行对比。

所述的一种流体动压润滑径向滑动轴承优化制备方法，所述步骤1流体动压润滑径向滑动轴承的优化设计包括三个部分：设计变量、目标函数和约束条件；

（1）设计变量

流体动压润滑径向滑动轴承的主要参数是宽径比、相对间隙和润滑剂的动态粘，其中和分别表示轴承的宽度和直径轴承；轴承设计变量如下：

（2）目标函数

流体动压润滑径向滑动轴承有三个重要的性能指标，即液体摩擦系数、发热量和承载能力系数；为了获得最佳的轴承性能，以最小的热量产生，最小摩擦系数和最大承载力为优化目标；三个目标函数如下：

其中是轴颈的角速度；是轴承的平均比压力；是轴承宽度与直径的比率系数；当时，，否则；是轴承的工作负载；是轴颈的圆周速度；

（3）约束条件

为了避免轴承中的滚道之间金属接触而导致轴承磨损，必须考虑摩擦表面粗糙度、最小油膜厚度、轴和轴承的弹性和热变形，润滑剂的清洁度和杂质的大小等影响；因此，第一个约束如下：

其中是考虑几何误差，安装误差，轴颈变形等的安全系数，通常取为；和分别是轴颈和轴承孔的表面粗糙度；

轴承的宽径比应符合设计要求如下：