一種基于磨機(jī)振動(dòng)模態(tài)參數(shù)的滑動(dòng)軸承剛度識(shí)別方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于磨機(jī)振動(dòng)模態(tài)參數(shù)的滑動(dòng)軸承剛度識(shí)別方法，具體的步驟為：1）建立磨機(jī)整體有限元模型；2）設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案；3）利用運(yùn)行模態(tài)分析對(duì)模態(tài)參數(shù)識(shí)別；4）計(jì)算模態(tài)置信因子分析相關(guān)性；5）選擇計(jì)算模態(tài)置信因子值大于0.7以及軸向剛體模態(tài)、徑向剛體模態(tài)等作為主要的待識(shí)別模態(tài)；6）選取滑動(dòng)軸承剛度作為待識(shí)別參數(shù)；7）構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)；8）迭代優(yōu)化；通過本發(fā)明專利技術(shù)的識(shí)別方法可以提高磨機(jī)整體計(jì)算效率以及模型精度，使模型更接近實(shí)際結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)確油膜剛度的識(shí)別有利于后期基于模型的響應(yīng)計(jì)算、預(yù)測(cè)及損傷識(shí)別。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于系統(tǒng)參數(shù)識(shí)別領(lǐng)域，特別是一種基于磨機(jī)振動(dòng)模態(tài)參數(shù)的滑動(dòng)軸承剛度識(shí)別方法。
技術(shù)介紹
對(duì)于磨機(jī)系統(tǒng)而言，主軸承的油膜剛度是磨機(jī)整體動(dòng)力學(xué)建模和響應(yīng)分析的重要參數(shù)。它反應(yīng)的是油膜抗載荷變動(dòng)的能力，是承載能力相對(duì)位移的變化率，它與軸承的承載能力以及油膜厚度有關(guān)。目前針對(duì)磨機(jī)動(dòng)靜壓主軸承剛度的研究都集中在通過油腔結(jié)構(gòu)優(yōu)化改善軸承承載能力上，且多采用流體計(jì)算力學(xué)的方法。此類方法通過數(shù)值仿真計(jì)算出流場(chǎng)壓力分布，從而推導(dǎo)計(jì)算軸承承載能力和油膜剛度，需考慮到油腔壓力、溫度、潤(rùn)滑油特性等因素的影響，具有計(jì)算繁瑣，影響仿真進(jìn)程的不足。然而在完全油膜情況下，潤(rùn)滑油膜可以用多排等效彈簧單元替代，從而可以將識(shí)別滑動(dòng)軸承油膜剛度轉(zhuǎn)化為識(shí)別等效單元?jiǎng)偠戎担涌煊?jì)算進(jìn)程，便于仿真。但是，在磨機(jī)前期計(jì)算分析過程中發(fā)現(xiàn)，不同的剛度取值組合對(duì)模態(tài)計(jì)算結(jié)果影響較大。因此，如何準(zhǔn)確識(shí)別主軸承油膜剛度，對(duì)于后期基于模型的響應(yīng)計(jì)算、預(yù)測(cè)及損傷識(shí)別一直是本領(lǐng)域待解決的技術(shù)難題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，公開了一種基于磨機(jī)振動(dòng)模態(tài)參數(shù)的滑動(dòng)軸承剛度識(shí)別方法，能夠提高磨機(jī)整體計(jì)算效率以及有利于后期基于模型的響應(yīng)計(jì)算、預(yù)測(cè)及損傷識(shí)別。本專利技術(shù)公開了一種基于磨機(jī)振動(dòng)模態(tài)參數(shù)的滑動(dòng)軸承剛度識(shí)別方法，具體的步驟如下：1)建立磨機(jī)整體有限元模型，在有限元軟件中將油膜簡(jiǎn)化為多排等效彈簧單元，該單元在相應(yīng)柱坐標(biāo)下有切向、軸向三個(gè)方向的剛度值，將油膜簡(jiǎn)化為多排等效彈簧單元從而可以將識(shí)別滑動(dòng)軸承油膜剛度轉(zhuǎn)化為識(shí)別等效單元?jiǎng)偠戎?)設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案：運(yùn)用加速度傳感器測(cè)得磨機(jī)振動(dòng)信號(hào)，將信號(hào)輸入到OROS數(shù)據(jù)采集儀，最后傳至計(jì)算機(jī)并記錄；3)模態(tài)參數(shù)識(shí)別，利用運(yùn)行模態(tài)分析(OperationalModalAnalysis，OMA)的方法對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行識(shí)別、處理，將所得的時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào)，再利用OMA方法識(shí)別磨機(jī)主要模態(tài)參數(shù)，可得到各階模態(tài)的頻率、振型和模態(tài)阻尼比；4)分析相關(guān)性：計(jì)算模態(tài)置信因子，即分析有限元模型與試驗(yàn)?zāi)B(tài)振型的相關(guān)性，計(jì)算公式如式(1)所示：MACi,j=|({φie本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于磨機(jī)振動(dòng)模態(tài)參數(shù)的滑動(dòng)軸承剛度識(shí)別方法，其特征在于，具體步驟如下：1)建立磨機(jī)整體有限元模型，在有限元軟件中將油膜簡(jiǎn)化為多排等效彈簧單元，該單元在相應(yīng)柱坐標(biāo)下有切向、軸向三個(gè)方向的剛度值；2)設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案：運(yùn)用加速度傳感器測(cè)得磨機(jī)振動(dòng)信號(hào)，將信號(hào)輸入到OROS數(shù)據(jù)采集儀，最后傳至計(jì)算機(jī)并記錄；3)模態(tài)參數(shù)識(shí)別：利用運(yùn)行模態(tài)分析，即OperationalModal?Analysis，OMA的方法對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行識(shí)別、處理，將所得的時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào)，再利用OMA方法識(shí)別磨機(jī)主要模態(tài)參數(shù)，可得到各階模態(tài)的頻率、振型和模態(tài)阻尼比；4)分析相關(guān)性：計(jì)算模態(tài)置信因子，即ModalAssurance?Criterion，MAC分析有限元模型與試驗(yàn)?zāi)B(tài)振型的相關(guān)性，計(jì)算公式如式(1)所示：MACij=|({φie})T({φjs})|2({φie})T({φis})({φje})T({φjs})---(1)]]>式中分別表示試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷牡趇階振型和計(jì)算模型的第j階振型；5)選取待識(shí)別模態(tài)；根據(jù)步驟(4)中的相關(guān)性計(jì)算結(jié)果，選擇其中MAC值大于0.7以及軸向剛體模態(tài)、徑向剛體模態(tài)等作為主要的待識(shí)別模態(tài)；6)選取識(shí)別參數(shù)：選取滑動(dòng)軸承剛度作為待識(shí)別參數(shù)；7)構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)：以實(shí)測(cè)的模態(tài)為基準(zhǔn)，其中包括實(shí)測(cè)的頻率和振型，以模態(tài)頻率殘差作為目標(biāo)函數(shù)；8)迭代優(yōu)化：以試驗(yàn)測(cè)試的結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)，以目標(biāo)函數(shù)值最小為目的進(jìn)行迭代計(jì)算，最終可得到滑動(dòng)軸承的剛度值；若無法收斂，則調(diào)整參數(shù)取值，重新進(jìn)行模型的模態(tài)計(jì)算。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于磨機(jī)振動(dòng)模態(tài)參數(shù)的滑動(dòng)軸承剛度識(shí)別方法，其特征在于，具體步驟如下：1)建立磨機(jī)整體有限元模型，在有限元軟件中將油膜簡(jiǎn)化為多排等效彈簧單元，該單元在相應(yīng)柱坐標(biāo)下有切向、軸向三個(gè)方向的剛度值；2)設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案：運(yùn)用加速度傳感器測(cè)得磨機(jī)振動(dòng)信號(hào)，將信號(hào)輸入到OROS數(shù)據(jù)采集儀，最后傳至計(jì)算機(jī)并記錄；3)模態(tài)參數(shù)識(shí)別：利用運(yùn)行模態(tài)分析，即Operation...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郭勤濤，陸倩玲，王鋼平，徐振華，郭偉，展銘，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：南京航空航天大學(xué)，太鋼集團(tuán)嵐縣礦業(yè)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：江蘇;32