Корнаева Елена Петровна, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры информационных систем
Наугорское шоссе, 20, Россия, г. Орел, 302020
Корнаев Алексей Валерьевич, доктор технических наук, доцент, старший научный сотрудник ПНИЛ «Моделирование гидромеханических систем»
Наугорское шоссе, 20, Россия, г. Орел, 302020
Корнаев Николай Валерьевич, аспирант кафедры мехатроники, механики и робототехники
Наугорское шоссе, 20, Россия, г. Орел, 302020
Цель. Одним из основных условий возникновения жидкостного трения является условие наличия изменяющегося зазора, которое обычно именуют геометрическим клином, однако это условие не является обязательным и эффект геометрического клина может быть заменен клином вязкостным. Эффект вязкостного клина для ньютоновских жидкостей может быть вызван температурной неоднородностью, а для неньютоновских – дополнительной причиной может быть неоднородность поля тензора скоростей деформаций. Таким образом, управляя температурным полем в смазочном слое можно обеспечить дополнительную несущую способность в опоре жидкостного трения, кроме того появляется возможность минимизировать потерю мощности на трение. Целью данной работы является создание управляемого температурно-вязкостного клина в подшипнике жидкостного трения. Физическая реали-зация данного эффекта достигается с помощью многозонной подачи смазочного материала переменной температуры.
Методы. Используются методы планирования и организации эксперимента, анализ результатов проводился путем построения траекторий и АЧХ разверток колебаний. Для решения задачи сенсорного и программного определения состояния подшипника и условий смазки используются современные методы машинного обучения, а именно, разработана искусственная нейронная сеть прямого распространения с логистическими функциями активации, позволяющая по данным измерений виброперемещений ротора и давления жидкости в подшипнике определять способ подачи смазки. Как вспомогательные используются методы линейной алгебры и безусловной оптимизации.
Результаты. Разработана экспериментальная установка в виде роторно-опорной системы с многозон-ной подачей смазочного материала с информационно-измерительной системой, позволяющей получать виброперемещения ротора и давление подачи жидкости; для мониторинга состояния подшип-ника и условий смазки разработана математическая модель в виде искусственной нейронной сети прямого распространения с одним скрытым слоем.
Заключение.Искусственный температурно-вязкостный клин и многозонная подача смазочного мате-риала в подшипник жидкостного трения оказывают значимое влияние на состояние гидромеханической системы. Это влияние с точностью более 95% удалось установить с помощью искусственной нейронной сети после обработки данных измерений виброперемещений ротора и давления жидкости в подшипнике.
Purpose of research.One of the basic conditions for liquid friction occurrence is a variable gap, which is usually referred to as a geometric wedge. But this condition is not necessary and the effect of a geometric wedge can be replaced by a viscous wedge. The effect of a viscous wedge for Newtonian liquids can be caused by temperature non-uniformity. And non-uniformity of strain rate tensor can be an additional causefor non-Newtonianliquids. Thus, it is possible to provide an additional bearing capacity in the fluid friction supportby controlling the tempering field in the lubricating layer. It is also possible to minimize friction powerloss. The purpose of this work is to create controlled temperature-viscosity wedge in a fluid friction bearing. Physical realization of this effect is achieved by a multi-zone supply of variable temperature lubricant.
Methods.Experimental study planning and organization were used.Results analysis was carried out by means of paths construction and AFRC oscillatory patterns. Modern methods of machine learning are used in order to solve sensory and program determination problem of bearing and lubrication conditions.Artificial neural network of direct propagation with logistical activation functions has been developed.This network allows determining the method of lubricant supply from measurements of rotor vibration displacements and fluid pressure in the bearing. Methods of linear algebra and unconditional optimization methods are used as supplementary.
Results. Experimental apparatus in the form of rotor-support system with multizone lubricant supply with information-measuring system, which can receive rotor vibration displacement and liquid pressure supply has been developed. Mathematical model in the form of artificial neural network of direct distribution with one hidden layer was developed to monitor bearing and lubrication conditions.
Conclusion.Artificial temperature-viscosity wedge and multi-zone supply of lubricant to fluid friction bearing have a significant effect on hydro mechanical system. This effect, with an accuracy of more than 95%, was defined by an artificial neural network after processing the rotor vibration displacement and bearing fluid pressure measurements.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.