郑龙魁， 向阳， 盛晨兴

(武汉理工大学 能源与动力工程学院，湖北 武汉 430000)

旋转设备已广泛应用于社会的各行各业中，并发挥着越来越重要的作用，滚动轴承是旋转设备的关键部件之一，其动力学特征直接影响到旋转设备的运行质量。随着社会的不断发展，旋转设备对轴承等设备的动力学特性、稳定性及精确度的要求越来越高，虽然人工智能的崛起，提高了故障诊断的精度和诊断的效率，但是为了能更好地理解轴承故障的机理机制和更有效率地研究故障滚动轴承的振动特性，建立滚动轴承的非线性动力学模型具有非常重要的意义[1-4]。

目前国内外已有很多学者研究了滚动轴承的动力学模型。Petersen等[5]建立了双列滚动轴承的动力学模型，研究了轨道具有不同深度、不同长度的故障时，轴承的准静载荷分布情况和刚度变化规律，分析表明当滚动体经过故障位置时，由于内圈与滚动体之间的接触力将重新分配，所以滚动体刚度在加载方向减小，在卸载方向增加，还分析了滚动体经过故障位置时静载荷力的波动，该方法的时频响应具有较好的周期性和规律性。Upadhyay等[6]建立了滚动轴承的非线性动力学模型，研究了滚动体直径变化和滚动体个数变化时对高速旋转轴的非线性振动的影响，建模过程中滚动体与内外圈之间的刚度是非线性变化的，并添加了阻尼的影响，Newmark-β方法被用于求解动力学模型，结果表明当滚动体个数增加时意味着增加了系统的硬度，其可以减少BPF (ball passing frequency)的影响。……