[发明专利]一种滚动轴承的塑性变形的可靠性和灵敏度分析方法

权利要求书

1.一种滚动轴承的塑性变形的可靠性和灵敏度分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：建立滚动轴承塑性变形的力学模型，将滚动轴承载荷参数、几何参数和材料参数看作基本随机变量，采用拉丁超立方设计对基本随机变量抽样n组，抽样结果分组带入滚动轴承的静力平衡方程，得到对应的n个最大接触载荷Q；

S2：根据赫兹接触理论，对于滚动体与滚道接触形成的椭圆接触区域，最大接触应力为q_max，采用第四强度理论，得到等效应力q_eq，通过n个最大接触载荷Q得到n个等效应力q_eq；

S3：通过BP神经网络拟合基本随机变量和等效应力q_eq之间的关系，以粒子群算法即PSO得到网络最佳的初始权值和阈值，根据应力-强度干涉模型建立滚动轴承塑性变形的极限状态函数；

S4：基于高阶矩法对滚动轴承的塑性变形进行可靠性和灵敏度分析，确定滚动轴承塑性变形的可靠性指标和可靠度以及可靠性随基本随机变量的变化趋势，揭示基本随机变量的变化对滚动轴承塑性变形可靠性的影响。

2.根据权利要求1所述的可靠性和灵敏度分析方法，其特征在于，所述步骤S1的具体过程为：

S101：滚动轴承在轴向力F_a、径向力F_r和力矩M的联合载荷作用下的静力平衡方程为：

其中，K_n为刚度系数，α⁰为初始接触角，R_i为内滚道沟曲率中心轨迹的半径，ψ为方位角，d_m为节圆直径，δ_a为相对轴向位移，δ_r为相对径向位移，θ为相对角位移；

A为滚动轴承无负荷接触状态下，任意位置内、外沟曲率中心距离：

A＝(f_i+f_e-1)D_w (4)

为无量纲位移：

式中，f_i为内滚道沟曲率半径系数，f_e为外滚道沟曲率半径系数，D_w为滚动体直径；

S102：方程(1)-(3)是δ_a、δ_r和θ为未知量的联立非线性方程组，采用牛顿迭代法计算得到δ_a、δ_r和θ的值，在ψ＝0处即得到滚动轴承的滚动体受到的最大接触载荷Q：

S103：采用拉丁超立方设计对基本随机变量抽样n组，抽样结果分组带入静力平衡方程，得到对应的n个最大接触载荷Q。