滚动轴承摩擦力矩的实验方法研究和数值仿真

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雅宝题库解析：
20世纪50年代，Palmgren基于实验测量结果，得出了轴承摩擦力矩回归计算公式，在他之后的研究者从实验方法和理论研究两方面对轴承摩擦力矩进行了广泛而深入的研究。虽然该领域的研究已经取得了丰硕的成果，但在实验方法方面仍有不足之处，目前实验方法均是基于拟静力学分析方法，不能真实反映实际工况下轴承摩擦力矩影响因素对其摩擦力矩的影响，特别是载荷对轴承摩擦力矩的影响。作为非光滑系统，含轴承摩擦多体系统的数值仿真方法的研究目前还不太成熟。本文针对以上两点，研究了基于动力学分析的轴承摩擦力矩实验测量方法，并使用试算法和粒子群算法相结合的混合算法解决了含轴承摩擦单摆系统数值仿真中的非线性题目。    首先，本文第一章绪论部分回顾了轴承摩擦力矩题目和含摩擦多体系统动力学题目的研究发展概况。提出了现阶段研究中测量轴承摩擦力矩实验方法的不足以及含轴承摩擦多体系统动力学数值仿真方面的尚待解决的题目。    本文第二章介绍了与实验原理以及数值仿真相关的基本理论和基础知识。其中包括基于高速摄像的数字图像处理方法基本原理、定轴转动刚体的运动微分方程、第一类拉格朗日方程、常微分方程数值计算方法中的龙格——库塔法以及非线性代数方程的数值计算方法——拟牛顿法和粒子群算法。    本文第三章为实验部分。分别实验研究了轴承转速与轴承摩擦力矩的关系、轴承载荷与轴承摩擦力矩的关系；基于动力学分析方法实验测量了轴承启动摩擦力矩；根据实验结果建立轴承摩擦力矩模型。    最后，利用本文所建立的轴承摩擦力矩模型，对含轴承单摆系统进行了数值仿真。