[发明专利]高速轴承的摩擦损伤与疲劳寿命仿真方法及系统

权利要求书

1.一种高速轴承的摩擦损伤与疲劳寿命仿真方法，应用于轴承，其特征在于，包括如下步骤：

根据轴承的滚子与轴承内圈及轴承外圈之间的非线性接触有限元模型，获取轴承的热固耦合非线性模型；

根据轴承的热固耦合非线性模型的仿真分析结果与数据库获取的轴承试验结果的吻合程度，获得标定值；

比较预设的标定阈值与标定值的大小；

当标定值大于标定阈值时，获取轴承的接触应力仿真数据，并通过雨流计数法对轴承的接触应力仿真数据进行分析；

对轴承的热固耦合非线性模型进行摩擦损伤仿真计算与疲劳寿命预测。

2.根据权利要求1所述的高速轴承的摩擦损伤与疲劳寿命仿真方法，其特征在于，所述比较预设的标定阈值与标定值的大小的步骤之后还包括：

当标定值小于标定阈值时，对轴承的热固耦合非线性模型进行校准分析。

3.根据权利要求1所述的高速轴承的摩擦损伤与疲劳寿命仿真方法，其特征在于，滚子与轴承内圈及轴承外圈的非线性接触有限元模型的参数包括：轴承的尺寸结构信息、材料属性信息和接触关系信息。

4.根据权利要求1所述的高速轴承的摩擦损伤与疲劳寿命仿真方法，其特征在于，轴承的热固耦合非线性模型的仿真分析包括输入信息，所述输入信息包括：滚子与轴承内圈之间的生热率与热传导系数，滚子与轴承外圈之间的生热率与热传导系数及施加在轴承中心位置的力和扭矩。

5.根据权利要求1所述的高速轴承的摩擦损伤与疲劳寿命仿真方法，其特征在于，所述轴承的热固耦合非线性模型的仿真分析结果包括：轴承内圈、轴承外圈的仿真温度数据和仿真应力数据。

6.根据权利要求1所述的高速轴承的摩擦损伤与疲劳寿命仿真方法，其特征在于，所述数据库获取的轴承试验结果包括：轴承内圈、轴承外圈的温度数据和应力数据。

7.根据权利要求2所述的高速轴承的摩擦损伤与疲劳寿命仿真方法，其特征在于，所述对轴承的热固耦合非线性模型进行校准分析的步骤包括：获取轴承的热固耦合非线性模型的迭代仿真分析结果，以迭代仿真结果替换轴承的热固耦合非线性模型的仿真分析结果。

8.根据权利要求1所述的高速轴承的摩擦损伤与疲劳寿命仿真方法，其特征在于，轴承的接触应力仿真数据包括：滚子的接触应力数据、轴承外圈的接触应力数据和轴承内圈的接触应力数据；

所述通过雨流计数法对轴承的接触应力仿真数据进行分析的步骤包括：

对滚子的接触应力数据、轴承外圈的接触应力数据和轴承内圈的接触应力数据进行滤波处理；

采用雨流计数法获取滚子的接触应力的循环次数与应力幅值分布区间；

采用雨流计数法获取轴承外圈的接触应力的循环次数与应力幅值分布区间；

采用雨流计数法获取轴承内圈的接触应力的循环次数与应力幅值分布区间。

9.根据权利要求8所述的高速轴承的摩擦损伤与疲劳寿命仿真方法，其特征在于，所述对轴承的热固耦合非线性模型进行摩擦损伤仿真计算与疲劳寿命预测的步骤包括：

根据滚子应力仿真数据结果进行滚子接触变形分析；

根据轴承外圈应力仿真数据进行轴承外圈接触变形分析；

根据轴承内圈接触应力仿真数据进行轴承内圈接触变形分析；

根据滚子的接触应力仿真数据进行滚子接触强度分析；

根据轴承的外圈应力仿真数据进行轴承外圈接触强度分析；

根据轴承的内圈应力仿真数据进行轴承内圈接触强度分析；

根据滚子的接触应力的循环次数与应力幅值分布区间，并获取滚子的材料信息，计算滚子摩擦损伤与疲劳寿命；

根据轴承外圈的接触应力的循环次数与应力幅值分布区间，并获取轴承外圈的材料信息，计算轴承外圈摩擦损伤与疲劳寿命；

根据轴承内圈的接触应力的循环次数与应力幅值分布区间，并获取轴承内圈的材料信息，计算轴承内圈摩擦损伤与疲劳寿命。

10.一种高速轴承的摩擦损伤与疲劳寿命仿真系统，其特征在于，包括：

获取模块，所述获取模块用于获取滚子与轴承内圈及轴承外圈的非线性接触有限元模型及轴承的热固耦合非线性模型；

仿真模块，所述仿真模块用于对滚子与轴承内圈及轴承外圈的非线性接触有限元模型及轴承的热固耦合非线性模型进行仿真；

比较模块，所述比较模块用于比较标定阈值与标定值的大小；

分析模块，所述分析模块用于对轴承的接触应力仿真数据进行分析及对轴承的热固耦合非线性模型进行摩擦损伤仿真计算与疲劳寿命预测。