Аппроксимация реакций смазочного слоя подшипников скольжения методами машинного обучения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В статье проанализировано применение различных методов машинного обучения для решения задачи аппроксимации сил смазочного слоя подшипников скольжения в статической постановке. Исходные данные о значениях сил смазочного слоя для различных положений ротора получены при помощи модели роторно-опорной системы, основанной на численном решении уравнения Рейнольдса с учётом эффекта кавитации. На основе анализа точности аппроксимации решения искусственными нейронными сетями определены способы, позволяющие снизить объем вычислений для получения необходимого набора данных. После этого были построены аппроксимирующие модели с использованием ряда иных методов машинного обучения, проанализированы длительность обучения и получаемая точность предсказаний, сделаны выводы о наиболее эффективных подходах к построению таких моделей.

Об авторах

Ю. Н. Казаков

Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева

Автор, ответственный за переписку.
Email: KazakYurii@yandex.ru

студент

Россия

И. Н. Стебаков

Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева

Email: chester50796@yandex.ru

аспирант кафедры мехатроники, механики и робототехники

Россия

Д. В. Шутин

Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева

Email: rover.ru@gmail.com

кандидат технических наук, доцент кафедры мехатроники, механики и робототехники

Россия

Л. А. Савин

Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева

Email: savin3257@mail.ru

доктор технических наук, профессор кафедры мехатроники, механики и робототехники

Россия

Список литературы

  1. Tala-Ighil N., Fillon M. A numerical investigation of both thermal and texturing surface effects on the journal bearings static characteristics // Tribology International. 2015. V. 90. P. 228-239. doi: 10.1016/J.TRIBOINT.2015.02.032
  2. Gropper D., Harvey T.J., Wang L. Numerical analysis and optimization of surface textures for a tilting pad thrust bearing // Tribology International. 2018. V. 124. P. 134-144. doi: 10.1016/J.TRIBOINT.2018.03.034
  3. Kumar V., Sharma S.C., Jain S.C. On the restrictor design parameter of hybrid journal bearing for optimum rotordynamic coefficients // Tribology International. 2006. V. 39, Iss. 4. P. 356-368. doi: 10.1016/J.TRIBOINT.2005.03.015
  4. Cui S., Zhang C., Fillon M., Gu L. Optimization performance of plain journal bearings with partial wall slip // Tribology International. 2020. V. 145. doi: 10.1016/J.TRIBOINT.2019.106137
  5. Kazakov Yu.N., Kornaev A.V., Shutin D.V., Li Sh., Savin L.A. Active fluid-film bearing with deep Q-network agent-based control system // Journal of Tribology. 2022. V. 144, Iss. 8. doi: 10.1115/1.4053776
  6. Breńkacz L., Witanowski L., Drosińska-Komor M., Szewczuk-Krypa N. Research and applications of active bearings: A state-of-the-art review // Mechanical Systems and Signal Processing. 2021. V. 151. doi: 10.1016/J.YMSSP.2020.107423
  7. Kornaev A.V., Kornaeva E.P., Savin L.A., Kazakov Yu.N., Fetisov A., Rodichev A.Yu., Mayorov S.V. Enhanced hydrodynamic lubrication of lightly loaded fluid-film bearings due to the viscosity wedge effect // Tribology International. 2021. V. 160. doi: 10.1016/J.TRIBOINT.2021.107027
  8. Peixoto T.F., Cavalca K.L. Thrust bearing coupling effects on the lateral dynamics of turbochargers // Tribology International. 2020. V. 145. doi: 10.1016/j.triboint.2020.106166
  9. Momoniat E. A Reynolds equation modelling Coriolis force effects on chemical mechanical polishing // International Journal of Non-Linear Mechanics. 2017. V. 92. P. 111-117. doi: 10.1016/j.ijnonlinmec.2017.04.003
  10. Iseli E., Schiffmann J. Prediction of the reaction forces of spiral-groove gas journal bearings by artificial neural network regression models // Journal of Computational Science. 2021. V. 48. doi: 10.1016/J.JOCS.2020.101256
  11. Chasalevris A., Dohnal F. Vibration quenching in a large scale rotor-bearing system using journal bearings with variable geometry // Journal of Sound and Vibration. 2014. V. 333, Iss. 7. P. 2087-2099. doi: 10.1016/j.jsv.2013.11.034
  12. Santos I.F. Controllable sliding bearings and controllable lubrication principles-an overview // Lubricants. 2018. V. 6, Iss. 1. doi: 10.3390/LUBRICANTS6010016
  13. Li S., Babin A., Shutin D., Kazakov Yu., Liu Y., Chen Zh., Savin L. Active hybrid journal bearings with lubrication control: Towards machine learning // Tribology International. 2022. V. 175. doi: 10.1016/J.TRIBOINT.2022.107805
  14. Almqvist A. Fundamentals of physics-informed neural networks applied to solve the reynolds boundary value problem // Lubricants. 2021. V. 9, Iss. 8. doi: 10.3390/LUBRICANTS9080082
  15. Kornaev A.V., Kornaev N.V., Kornaeva E.P., Savin L.A. Application of artificial neural networks to calculation of oil film reaction forces and dynamics of rotors on journal bearings // International Journal of Rotating Machinery. 2017. V. 2017. doi: 10.1155/2017/9196701
  16. Hori Y. Hydrodynamic lubrication. Tokyo: Springer-Verlag, 2006. 231 p. doi: 10.1007/4-431-27901-6
  17. Hu B., Zhou C., Wang H., Chen S. Nonlinear tribo-dynamic model
  18. and experimental verification of a spur gear drive under loss-of-lubrication
  19. condition // Mechanical Systems and Signal Processing. 2021. V. 153. doi: 10.1016/J.YMSSP.2020.107509
  20. Liu W., Zhao X., Zhang T., Feng K. Investigation on the rotordynamic performance of hybrid bump-metal mesh foil bearings rotor system // Mechanical Systems and Signal Processing. 2021. V. 147. doi: 10.1016/J.YMSSP.2020.107076
  21. Kornaeva E.P., Kornaev A.V., Kazakov Yu.N., Polyakov R.N. Application of artificial neural networks to diagnostics of fluid-film bearing lubrication // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. V. 734, Iss. 1. doi: 10.1088/1757-899X/734/1/012154
  22. Хебда М., Чинчинадзе А.В. Справочник по триботехнике: в 3 т. Т. 2. Смазочные материалы, техника смазки, опоры скольжения и качения. М.: Машиностроение, 1990. 411 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах