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基于数字孪生的滚动轴承健康状态预测

拓云天 崔洁 王津沓 杨泞宁 韩飞 李富国

拓云天, 崔洁, 王津沓, 杨泞宁, 韩飞, 李富国. 基于数字孪生的滚动轴承健康状态预测[J]. 制造技术与机床, 2022, (11): 156-162. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.11.024
引用本文: 拓云天, 崔洁, 王津沓, 杨泞宁, 韩飞, 李富国. 基于数字孪生的滚动轴承健康状态预测[J]. 制造技术与机床, 2022, (11): 156-162. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.11.024
TA Yuntian, CUI Jie, WANG Jinta, YANG Ningning, HAN Fei, LI Fuguo. Health prediction of rolling bearing based on digital twin[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (11): 156-162. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.11.024
Citation: TA Yuntian, CUI Jie, WANG Jinta, YANG Ningning, HAN Fei, LI Fuguo. Health prediction of rolling bearing based on digital twin[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (11): 156-162. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.11.024

基于数字孪生的滚动轴承健康状态预测

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.11.024
基金项目: 国家自然科学基金(51905496);山西省基础研究项目(202103021223195);山西省研究生创新项目(2021Y582)
详细信息
    作者简介:

    拓云天,男,1996年生,硕士研究生,研究方向为剩余寿命预测、数字孪生。E-mail:tayuntian0721@163.com

    通讯作者:

    拓云天,男,1996年生,硕士研究生,研究方向为剩余寿命预测、数字孪生。E-mail:tayuntian0721@163.com

  • 中图分类号: TH17,TH133.33

Health prediction of rolling bearing based on digital twin

  • 摘要: 滚动轴承的健康状态在很大程度上决定了机械设备的可靠性水平。对滚动轴承进行健康状态预测有助于机械设备的安全性运行。因此,提出了一种基于数字孪生的滚动轴承剩余寿命实时预测方法。首先,该方法基于数字孪生的数字化技术手段获取滚动轴承的实时感知信息,从而建立考虑实时工况变化的滚动轴承数字孪生模型。其次,通过非线性布朗运动建立考虑测量误差的剩余寿命预测模型。然后,采用极大似然估计方法求解模型中的未知参数,并利用贝叶斯理论实时更新参数,从而对滚动轴承的剩余寿命进行实时预测。最后,通过滚动轴承的全寿命周期信息分析验证了该方法的可行性和有效性。

     

  • 图  1  基于数字孪生的滚动轴承健康状态预测体系图

    图  2  实时感知信息获取方案

    图  3  滚动轴承退化失效示意图

    图  4  滚动轴承寿命加速试验台及失效轴承

    图  5  滚动轴承径向振动信号

    图  6  滚动轴承实时寿命预测分布

    图  7  考虑不同条件的寿命预测分布

    图  8  考虑不同条件的寿命预测对比

    表  1  3种评价指标值

    RMSER2η
    M050.49430.74830.0181(0-2)
    M136.50410.87210.0169(1-2)
    M234.50410.8825
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2022-06-27

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