[发明专利]一种滚动轴承‐转子系统损伤振动响应定量计算方法

摘要

本发明公开了一种滚动轴承‑转子系统损伤振动响应定量计算方法，包括：1）获取轴承‑转子系统的结构参数和初始参数；2）根据所述轴承参数建立五自由度轴承模型，获取轴承‑转子系统的轴承刚度矩阵；根据子部件的几何尺寸、材料特性参数，建立有限元模型，获取转子的刚度矩阵、转子的陀螺矩阵、离心力引起的等效质量矩阵；3）建立轴承‑转子系统的动力学模型；4）使用时域积分法对轴承‑转子动力学模型进行求解，获得轴承‑转子系统位移振动响应。本发明基于有限元动力学模型，可以定量计算轴承内外圈单点或多点损伤产生的振动响应，为转子‑轴承系统的故障机理分析和诊断提供依据。

主权项

一种滚动轴承‑转子系统损伤振动响应定量计算方法，其特征在于，包括以下步骤：1)获取轴承‑转子系统的结构参数和初始参数,所述结构参数包括轴承参数、子部件的几何尺寸、材料特性参数以及轴承损伤特征参数；初始参数包括轴承‑转子系统的外力矢量、转子转速；2)根据所述轴承参数建立五自由度轴承模型，获取轴承‑转子系统的轴承刚度矩阵；根据子部件的几何尺寸、材料特性参数，建立有限元模型，获取转子的刚度矩阵、转子的陀螺矩阵、离心力引起的等效质量矩阵；在建立五自由度轴承模型前，进行判断是否有滚珠处于损伤区域，若是，则获取轴承损伤大小和位置，计算相应轴承损伤特征参数，根据轴承参数以及相应轴承损伤特征参数建立基于五自由度轴承模型；3)建立轴承‑转子系统的动力学模型；所述轴承‑转子系统动力学模型为：Mx··+Cx·+Kx=F---(1)]]>式中，和x分别为轴承‑转子系统的加速度、速度和位移振动响应，F为轴承‑转子系统的外力矢量；M、C和K分别为轴承‑转子系统的质量、阻尼和刚度矩阵；其中：C=CD-ΩGK=KS+KB-Ω2MC---(2)]]>式中，CD为结构阻尼，Ω为转子转速，G为转子的陀螺矩阵；KS为转子的刚度矩阵，KB为轴承刚度矩阵，MC为离心力引起的等效质量矩阵；4)预设终止条件，使用时域积分法对轴承‑转子动力学模型进行求解，获得轴承‑转子系统位移振动响应，并记录运算时间，当运算时间满足预设终止条件时，结束计算，当计算结果不满足预设终止条件时，重回步骤1)，至到计算结束。