一种考虑动力学效应和轴承表面状态特征的长寿命细长主轴设计方法

本发明公开了一种考虑动力学效应和轴承表面状态特征的长寿命细长主轴设计方法，属于主轴设计领域，考虑主轴结构、以及轴承表面粗糙度、硬度梯度及残余应力，引入分形理论计算轴承滚动体/滚道接触微区的接触应力、摩擦力矩，以及表面残余应力及硬度梯度的演化。通过模型计算轴承的磨损情况，通过有限元法计算轴承及主轴系统的动力学特性，将动态特性计算结果代入滚动体/滚道接触微区重新计算摩擦及动态特性，循环求解直至计算收敛，输出轴承磨损及主轴动力学特性计算结果。本发明使用NSGA‑II方法对轴承的表面粗糙度、硬度梯度及残余应力等参数进行优化设计，延缓轴承磨损从而有效延长主轴使用寿命，最终实现高精度长寿命细长主轴的设计。