[发明专利]基于复合形法的滚动轴承多体润滑性能求解方法

权利要求书

1.基于复合形法的滚动轴承多体润滑性能求解方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1：假定滚动体与内外滚道之间为纯滚动，利用Newton-Raphson法计算所有滚动体与内滚道的接触载荷P_ni，并确定承载区与非承载区滚动体数目N_load和N_unload；

S2：初始化最大承载滚动体，即编号为0的滚动体，所受保持架作用力F_b0；

S3：将滚动轴承最大承载滚动体周向受力平衡方程和力矩平衡方程转化为目标函数，并结合滚动轴承点/线接触弹流润滑理论，由复合形法求解最大承载滚动体与内外滚道的多体润滑模型，得到滚动体公转角速度ω_g，即保持架速度，以及承载最大滚动体的自转角速度ω_z0；

S4：基于滚动轴承点/线接触弹性流体动压润滑理论，利用步骤S3计算得到的滚动体公转角速度ω_g，通过二分法求解其他滚动体，即编号为1～N-1的滚动体，与内外滚道的多体润滑模型，得到其他滚动体的自转角速度ω_zi；基于滚动轴承滚动体周向力平衡方程计算其他滚动体所受保持架作用力F_bi，i＝1,…,N-1，其中N为滚动体个数；

S5：基于上述计算得到的滚动轴承所有滚动体公转角速度ω_g，在考虑滚动体打滑的情况下，利用Newton-Raphson法重新计算所有滚动体与内外滚道的接触载荷P_ni、P_wi，i＝0,…,N-1；

S6：判断保持架受力是否平衡，即保持架受力是否满足若满足，则转入步骤S7继续执行下一步；否则，对承载最大滚动体上保持架作用力F_b0进行修正并返回步骤S3，其中F_bi和F_bj分别为承载区和非承载区滚动体所受的保持架作用力；

S7：判断滚动轴承载荷分布计算是否收敛，若滚动轴承的载荷分布不满足收敛条件则更新相关参数并转入步骤S3；如满足，则转入步骤S8；

S8：由滚动轴承滚动体公转、自转角速度ω_g、ω_zi，计算各滚动体与内外滚道之间的卷吸速度U_nj和U_wj与滑滚比S_nj和S_wj，进一步由滚动轴承弹流润滑模型分析滚动体与内外滚道的弹流润滑特性。

2.根据权利要求1所述的基于复合形法的滚动轴承多体润滑性能求解方法，其特征在于：所述步骤S2中，基于差值逼近，假设承载区各滚动体保持架作用力的差值为ΔF_b，非承载区滚动体保持架作用力为F_bu，利用本方法提供公式近似获得最大承载滚动体所受的保持架作用力初值计算公式的方法，提出了最大承载滚动体保持架作用力初始化方法，求得了作用于最大承载滚动体上更为接近真实值的保持架作用力F_b0的初值该方法有效减少了复合形法的迭代次数，其中F_zu为纯滚动条件下作用于滚动体上的流体阻力。

3.根据权利要求1所述的基于复合形法的滚动轴承多体润滑性能求解方法，其特征在于：所述步骤S3中，将滚动轴承滚动体受力平衡方程转化为目标函数，并利用复合形法对其进行求解以加快滚动轴承多体润滑性能分析，其中目标函数F_zu和F_b分别表示作用于滚动体上的流体阻力和保持架作用力，fr_n和fr_w分别是滚动体与内外滚道间的摩擦力，λ_b为滚动体与保持架间的摩擦系数，r为滚动体半径。